國外一位流量專家F.C.Kinghoro曾說過，流量計是少數(shù)幾種使用比制造艱難的粘性摩擦作用，還會產(chǎn)生不穩(wěn)定的旋渦和二次流等復(fù)雜流動現(xiàn)象,。測量儀表本身受到眾多因素,，如：管道,、口徑大小,、形狀（圓形,、矩形）,、邊界條件、介質(zhì)的物性（溫度,、壓力,、密度、粘度,、臟污性,、腐蝕性等）、流體的流動狀態(tài)（紊流狀態(tài),、速度分布等）以及安裝條件與水平的影響,。面對國內(nèi)外十幾類、上百個品種的流量儀表（先后發(fā)展起來的容積式,、差壓式,、渦輪式、面積式,、電磁式,、超聲波式和熱式流量計等類型），如何根據(jù)流量,、流態(tài),、安裝要求與環(huán)境條件、經(jīng)濟(jì)性等因素合理選型,，是應(yīng)用好流量儀表的前提和基礎(chǔ),。除了儀表自身質(zhì)量要得到保證，工藝數(shù)據(jù)的提供和儀表的安裝,、使用,、維護(hù)是否合理也相當(dāng)重要。本文介紹電磁式,、渦街式,、節(jié)流式等幾種流量計的選型設(shè)計。
1.渦街流量計選型設(shè)計
渦街流量計作為一種新型流量計,，80年代中期以來發(fā)展較快,，它在流量測量方面有著諸多的優(yōu)點(diǎn)和長處，在現(xiàn)代流量測量中應(yīng)用越來越廣泛,。在國內(nèi)使用渦街流量計進(jìn)行流量測量也愈來愈得到重視,，目前我國已有性能優(yōu)良并有自主知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品系列。渦街流量計是基于流體振動發(fā)展起來的，根據(jù)旋渦的不同,，檢測方式從熱絲式、熱敏式逐漸發(fā)展了應(yīng)力式,、磁敏式及差動開關(guān)電容式,、超聲波式等。渦街流量計幾乎可用于一切可形成旋渦列的場合,，不僅可用于封閉的管道,，還可用于開放的溝槽。與渦輪流量計相比,，渦街流量計沒有可動的機(jī)械部件,，維護(hù)工作量小，儀表常數(shù)穩(wěn)定,；與孔板式流量計相比,，渦街流量計測量范圍大，壓力損失小,，準(zhǔn)確度高,，安裝與維護(hù)簡單。但渦街流量計的環(huán)境相關(guān)參數(shù)較多,，容易在使用現(xiàn)場被忽略而影響流量計性能的正確發(fā)揮,。
渦街流量計的原理是在流量計管道中，設(shè)置一滯流件,，當(dāng)流體流經(jīng)滯流件時,，由于滯流件表面的滯流作用等原因，在其下游會產(chǎn)生兩列不對稱的旋渦,，這些旋渦在滯流件的側(cè)后方分開,，形成所謂的卡門（Karman）旋渦列，兩列旋渦的旋轉(zhuǎn)方向是相反的,，卡門從理論上證明了當(dāng)h/L=0.281（h為兩旋渦列之間的寬度,，L為兩個相鄰旋渦間的距離）時，旋渦列是穩(wěn)定的雷諾數(shù)Re是表征粘性流體流動特性的一個無量綱數(shù),，其物理意義是流體流動的慣性力與粘滯力的比值,。因此，流體的流動狀態(tài)對渦街流量計的使用也有一定的影響,。如果環(huán)境參數(shù)對流體流動狀態(tài)有影響也會影響到渦街流量計的使用性能,。
經(jīng)過實(shí)踐，如下幾個方面對渦街流量計的使用都有影響,，應(yīng)對這些問題進(jìn)行分析,。
（1）渦街流量計的測量范圍較大，一般10：1,，但測量下限受許多因素限制：Re＞10000是渦街流量計工作的zui基本條件,，除此以外,，它還受旋渦能量的限制，介質(zhì)流速較低,，則旋渦的強(qiáng)度,、旋轉(zhuǎn)速度也低，難以引起傳感元件產(chǎn)生響應(yīng)信號,，旋渦頻率f也小,，還會使信號處理發(fā)生困難。測量上限則受傳感器的頻率響應(yīng)（如磁敏式一般不超過400Hz）和電路的頻率限制,，因此設(shè)計時一定要對流速范圍進(jìn)行計算,、核算，根據(jù)流體的流速進(jìn)行選擇,。使用現(xiàn)場環(huán)境條件復(fù)雜,，選型時除注意環(huán)境溫度、濕度,、氣氛等條件外,，還要考慮電磁干擾。在強(qiáng)干擾如高壓輸電電站,、大型整流所等場合,，磁敏式、壓電應(yīng)力式等儀表不能正常工作或不能準(zhǔn)確測量,。
（2）振動也是該類儀表的一大勁敵,。因此在使用時注意避免機(jī)械振動，尤其是管道的橫向振動（垂直于管道軸線又垂直旋渦發(fā)生體軸線的振動）,，這種影響在流量計結(jié)構(gòu)設(shè)計上是無法抑制和消除的,。由于渦街信號對流場影響同樣敏感，故直管段長度不能保證穩(wěn)定渦街所必要的流動條件時,，是不宜選用的,。即使是抗振性較強(qiáng)的電容式、超聲波式,，保證流體為充分發(fā)展的單向流,，也是不可忽略的。
（3）介質(zhì)溫度對渦街流量計的使用性能也有很大的影響,。如壓力應(yīng)力式渦街流量計不能長期使用在300℃狀態(tài)下,，因其絕緣阻抗會由常溫下的10MΩ～100MΩ急降至1MΩ～10KΩ，輸出信號也變小,，導(dǎo)致測量特性惡化,，對此宜選用磁敏式或電容式結(jié)構(gòu)。在測量系統(tǒng)中，傳感器與轉(zhuǎn)換器宜采用分離安裝方式,，以免長期高溫影響儀表可靠性和使用壽命,。
渦街流量計是一種比較新型的流量計，處于發(fā)展階段,，還不很成熟,，如果選擇不當(dāng)，性能也不能很好發(fā)揮,。只有經(jīng)過合理選型、正確安裝后,，還需要在使用過程中認(rèn)真定期維護(hù),，不斷積累經(jīng)驗(yàn)，提高對系統(tǒng)故障的預(yù)見性以及判斷,、處理問題的能力,，從而達(dá)到令人滿意的效果。
2.電磁流量計選型設(shè)計
電磁流量計自20世紀(jì)50年代末國內(nèi)工業(yè)應(yīng)用以來,，七八十年代在流量測量中運(yùn)用和發(fā)展很快,。電磁流量計的工作原理是基于法拉第電磁感應(yīng)定律，即被測介質(zhì)垂直于磁力線方向流動,，因而在與介質(zhì)流動和磁力線都垂直的方向上產(chǎn)生一感應(yīng)電動勢EX感應(yīng)電動勢EX與被測介質(zhì)流量（流速）成正比,，電磁流量計不受溫度、壓力,、粘度,、重度等外界因素的影響，測量管內(nèi)部無收縮或凸出部分的壓力損失,，另外,，流量元件檢測出的zui初信號，是一個與流體平均流速成線性變化的電壓,，它與流體的其他性質(zhì)無關(guān),，具有很大的*性。
根據(jù)污水具有流量變化大,、含雜質(zhì),、腐蝕性小、有一定的導(dǎo)電能力等特性,，測量污水的流量,，電磁流量計是一個很好的選擇。它結(jié)構(gòu)緊湊,、體積小,，安裝、操作、維護(hù)方便,，如測量系統(tǒng)采用智能化設(shè)計,，整體密封加強(qiáng)，能在較惡劣的環(huán)境下正常工作,?？蛇x用氯丁橡膠襯里，含鉬不銹鋼（OCrI8Ni12Mo2Ti）電極的電磁流量計,，即可滿足污水流量測量的要求,。
某冶煉廠在生產(chǎn)中，由于生產(chǎn)工藝的需要,，會產(chǎn)生大量的工業(yè)污水,，污水處理分廠必須對污水的流量進(jìn)行監(jiān)控。在以往的設(shè)計中,，流量儀表不少都選用旋渦流量計和孔板流量計,。而實(shí)際應(yīng)用中發(fā)現(xiàn)測量的流量顯示值與實(shí)際流量偏差較大，而改用電磁流量計偏差大大減小,。
3.孔板流量計選型設(shè)計
孔板流量計是早期大量使用的一種測量流量的計量裝置,，其歷史zui長，用量zui多?，F(xiàn)在常見的為圓孔板型和錐形入口板型,，其工作原理是在流體管道中加入一孔板節(jié)流件，通過導(dǎo)壓管引入壓差變送器測出節(jié)流件上,、下游的壓差,，根據(jù)所測的壓差經(jīng)過計算即得出流量的瞬時值。由于導(dǎo)壓管內(nèi)水的不流動性,，在較寒冷地區(qū),，冬天室外安裝的孔板取壓管容易凍裂（凍住）,，使差壓儀器無法正常工作,。測量較臟的污水時，孔板需經(jīng)常清洗,。如清洗不及時,，測量精度降低，取壓管經(jīng)常被污物堵死,，儀表無法使用,。用孔板的方式測流量時還有壓力損失大、維護(hù)量大等缺點(diǎn),。因此改變?nèi)悍绞?，例如用徑距取壓法,，就可以減少孔板污物的影響。
4.結(jié)語
2011年,，流量計的運(yùn)用越來越廣泛,流量計的種類也越來越多,特別是環(huán)保產(chǎn)業(yè)對污水流量的測量和控制的度,、可靠性要求已越來越高,那么如何使用流量計對污水流量進(jìn)行測量,就顯得有關(guān)重要.以上幾種污水流量測量流量計中，電磁流量計性能較好,，孔板流量計應(yīng)用范圍廣,，而渦街流量計比較新型，并正在不斷發(fā)展,。只有了解這幾種流量計各自的性能,，才能對流量計選型設(shè)計好，使污水流量的測量和控制達(dá)到度和可靠性要求
