อุตสาหกรรมการปกป้องสิ่งแวดล้อมมีข้อกำหนดที่สูงขึ้นเรื่อยๆ สำหรับความแม่นยำและความน่าเชื่อถือของการวัดและควบคุมการไหลของน้ำเสีย ทั้งทฤษฎีและการปฏิบัติได้อธิบายลักษณะเฉพาะของตน
1. การออกแบบการเลือกเครื่องวัดการไหลของแม่เหล็กไฟฟ้า
เครื่องวัดอัตราการไหลแม่เหล็กไฟฟ้าถูกนำมาใช้และพัฒนาอย่างรวดเร็วในการวัดการไหลในปี 1970 และ 1980 นับตั้งแต่การใช้งานในอุตสาหกรรมในประเทศในช่วงปลายทศวรรษ 1950 หลักการทำงานของเครื่องวัดการไหลของแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นไปตามกฎของฟาราเดย์' ของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า นั่นคือ สื่อที่วัดได้จะไหลในแนวตั้งฉากกับทิศทางของเส้นแรงแม่เหล็ก ดังนั้นแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำ EX จึงถูกสร้างขึ้นใน ทิศทางตั้งฉากกับกระแสกลางและเส้นแรงแม่เหล็ก ) เครื่องวัดอัตราการไหลแม่เหล็กไฟฟ้าไม่ได้รับผลกระทบจากปัจจัยภายนอก เช่น อุณหภูมิ ความดัน ความหนืด และความรุนแรง ไม่มีการหดตัวหรือสูญเสียแรงดันในส่วนที่ยื่นออกมาของท่อวัด นอกจากนี้ สัญญาณเริ่มต้นที่ตรวจพบโดยองค์ประกอบการไหลคือค่าเฉลี่ยของของไหล อัตราการไหลคือแรงดันไฟฟ้าที่มีการเปลี่ยนแปลงเชิงเส้นที่แม่นยำ ซึ่งไม่เกี่ยวข้องกับคุณสมบัติอื่นๆ ของของไหล และมีข้อดีอย่างมาก ตามลักษณะของสิ่งปฏิกูลที่มีการเปลี่ยนแปลงการไหลขนาดใหญ่ สิ่งเจือปน การกัดกร่อนต่ำ และค่าการนำไฟฟ้าบางอย่าง เครื่องวัดอัตราการไหลของแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นทางเลือกที่ดีสำหรับการวัดการไหลของสิ่งปฏิกูล มีโครงสร้างที่กะทัดรัด ขนาดเล็ก ติดตั้งสะดวก ใช้งานและบำรุงรักษา ตัวอย่างเช่น ระบบการวัดใช้การออกแบบที่ชาญฉลาดและการปิดผนึกโดยรวมมีความเข้มแข็ง ซึ่งสามารถทำงานได้ตามปกติในสภาพแวดล้อมที่ค่อนข้างด้อยกว่า สามารถเลือกมิเตอร์วัดการไหลของแม่เหล็กไฟฟ้าที่มีซับในนีโอพรีนและอิเล็กโทรดสแตนเลสที่มีโมลิบดีนัมได้ เพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดของการวัดการไหลของน้ำเสีย
ในระหว่างการผลิตโรงกลั่นบางแห่ง เนื่องจากความต้องการของกระบวนการผลิต จะมีการผลิตสิ่งปฏิกูลอุตสาหกรรมจำนวนมาก สาขาบำบัดน้ำเสียต้องติดตามการไหลของน้ำเสีย ในการออกแบบที่ผ่านมา เครื่องวัดการไหลจำนวนมากใช้เครื่องวัดการไหลวนและเครื่องวัดอัตราการไหลของปาก ในการใช้งานจริง พบว่าค่าการแสดงการไหลที่วัดได้มีค่าเบี่ยงเบนมากจากอัตราการไหลจริง และความเบี่ยงเบนของเครื่องวัดอัตราการไหลแม่เหล็กไฟฟ้าลดลงอย่างมาก
2. การเลือกและการออกแบบเครื่องวัดการไหลวน
ในฐานะที่เป็นเครื่องวัดการไหลชนิดใหม่ เครื่องวัดอัตราการไหลกระแสน้ำวนได้พัฒนาอย่างรวดเร็วตั้งแต่กลางทศวรรษ 1980 มีข้อดีและข้อดีหลายประการในการวัดการไหล และมีการใช้กันอย่างแพร่หลายมากขึ้นเรื่อยๆ ในการวัดการไหลสมัยใหม่ ในประเทศจีน การใช้เครื่องวัดการไหลวนสำหรับการวัดการไหลยังได้รับความสนใจมากขึ้นเรื่อยๆ ปัจจุบัน ประเทศของฉันมีชุดผลิตภัณฑ์ที่มีประสิทธิภาพดีเยี่ยมและมีสิทธิในทรัพย์สินทางปัญญาที่เป็นอิสระ เครื่องวัดอัตราการไหลกระแสน้ำวนได้รับการพัฒนาตามการสั่นสะเทือนของของไหล ตามกระแสน้ำวนที่แตกต่างกัน วิธีการตรวจจับได้ค่อยๆ พัฒนาจากชนิดลวดร้อนและชนิดไวต่อความร้อนไปเป็นชนิดความเค้น ชนิดไวต่อแม่เหล็ก ชนิดสวิตช์แบบดิฟเฟอเรนเชียล และชนิดอัลตราโซนิก เครื่องวัดอัตราการไหลของกระแสน้ำวนสามารถใช้ได้ในเกือบทุกโอกาสที่สามารถสร้างแถวกระแสน้ำวนได้ ไม่เพียงแต่ในท่อปิด แต่ยังอยู่ในร่องเปิดด้วย เมื่อเทียบกับเครื่องวัดการไหลของกังหัน เครื่องวัดการไหลวนไม่มีชิ้นส่วนทางกลที่เคลื่อนย้ายได้ ภาระงานในการบำรุงรักษามีขนาดเล็ก และค่าคงที่ของเครื่องวัดมีความเสถียร เมื่อเทียบกับ orifice flowmeter เครื่องวัดการไหลวนมีช่วงการวัดขนาดใหญ่และการสูญเสียแรงดันขนาดเล็ก ความแม่นยำสูง การติดตั้งและบำรุงรักษาทำได้ง่าย อย่างไรก็ตาม มีพารามิเตอร์ที่เกี่ยวข้องกับสภาพแวดล้อมมากมายของเครื่องวัดการไหลวน ซึ่งง่ายต่อการมองข้ามที่ไซต์ใช้งาน และส่งผลต่อประสิทธิภาพการทำงานที่ถูกต้องของเครื่องวัดการไหล
หลักการของเครื่องวัดการไหลวนคือการติดตั้งส่วนที่หยุดนิ่งในท่อมิเตอร์วัดการไหล เมื่อของเหลวไหลผ่านส่วนที่หยุดนิ่ง เนื่องจากผลกระทบที่นิ่งบนพื้นผิวของส่วนที่นิ่ง การไหลแบบอสมมาตรสองแถวจะถูกสร้างขึ้นที่ปลายน้ำของส่วนที่นิ่ง กระแสน้ำวน กระแสน้ำวนเหล่านี้แยกออกจากกันที่ด้านข้างและด้านหลังของส่วนที่ชะงักงัน ก่อตัวเป็นชุดที่เรียกว่า Karman vortex เมื่อความกว้างระหว่างคอลัมน์ L คือระยะห่างระหว่างสองกระแสน้ำวนที่อยู่ติดกัน) คอลัมน์กระแสน้ำวนจะมีความเสถียร หมายเลข Reynolds Re เป็นตัวเลขไร้มิติที่กำหนดลักษณะการไหลของของไหลหนืด อัตราส่วนของความเมื่อยล้า ดังนั้นสถานะการไหลของของไหลจึงมีผลกระทบบางอย่างต่อการใช้เครื่องวัดการไหลวน หากพารามิเตอร์ด้านสิ่งแวดล้อมมีผลกระทบต่อสถานะการไหลของของเหลว ก็จะส่งผลต่อประสิทธิภาพของเครื่องวัดการไหลวนด้วย
จากการปฏิบัติ ประเด็นต่อไปนี้มีผลกระทบต่อการใช้เครื่องวัดการไหลวน และควรวิเคราะห์ปัญหาเหล่านี้
(1) ช่วงการวัดของวอเท็กซ์โฟลว์มิเตอร์มีขนาดค่อนข้างใหญ่ โดยทั่วไป 10:1 แต่ขีดจำกัดล่างของการวัดถูกจำกัดด้วยปัจจัยหลายประการ: Re> 10000 เป็นเงื่อนไข ZUI พื้นฐานสำหรับโฟลว์มิเตอร์วอร์เท็กซ์ในการทำงาน นอกจากนี้ยังได้รับผลกระทบจากกระแสน้ำวนอีกด้วย ข้อจำกัดคือถ้าอัตราการไหลของตัวกลางต่ำ ความแรงและความเร็วการหมุนของกระแสน้ำวนก็ต่ำเช่นกัน และทำให้องค์ประกอบการตรวจจับสร้างสัญญาณตอบสนองได้ยาก ความถี่กระแสน้ำวน f ก็เล็กเช่นกัน ซึ่งจะทำให้การประมวลผลสัญญาณทำได้ยาก ขีดจำกัดบนของการวัดถูกจำกัดโดยการตอบสนองความถี่ของเซ็นเซอร์ (เช่น โดยทั่วไปแล้วเซ็นเซอร์แม่เหล็กไม่เกิน 400Hz) และความถี่ของวงจร ดังนั้นช่วงของอัตราการไหลจะต้องถูกคำนวณและนำมาพิจารณาในระหว่างการออกแบบ และการเลือกควรทำตามอัตราการไหลของของไหล สภาพแวดล้อมที่ไซต์ใช้งานมีความซับซ้อน และควรพิจารณาการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้านอกเหนือจากอุณหภูมิสิ่งแวดล้อม ความชื้น บรรยากาศ และเงื่อนไขอื่นๆ เมื่อเลือกรุ่น ในการรบกวนที่รุนแรง เช่น สถานีส่งกำลังไฟฟ้าแรงสูง สถานีเรียงกระแสขนาดใหญ่ ฯลฯ ความไวต่อสนามแม่เหล็ก ความเค้นของเพียโซอิเล็กทริก และเครื่องมืออื่นๆ ไม่สามารถทำงานได้ตามปกติหรือไม่สามารถวัดได้อย่างแม่นยำ
(2) การสั่นสะเทือนยังเป็นศัตรูตัวสำคัญของเครื่องมือประเภทนี้ ดังนั้นควรให้ความสนใจเพื่อหลีกเลี่ยงการสั่นสะเทือนทางกลเมื่อใช้โดยเฉพาะอย่างยิ่งการสั่นสะเทือนตามขวางของท่อ (แนวตั้งกับแกนท่อและกระแสน้ำวนแนวตั้งเพื่อสร้างการสั่นสะเทือนของแกนของร่างกาย) ผลกระทบนี้ไม่สามารถระงับและขจัดออกได้ในการออกแบบโครงสร้างมิเตอร์วัดการไหล เนื่องจากสัญญาณวอร์เท็กซ์สตรีทยังอ่อนไหวต่ออิทธิพลของสนามการไหล จึงไม่เหมาะที่จะใช้เมื่อความยาวของส่วนท่อตรงไม่สามารถรับประกันสภาพการไหลที่จำเป็นสำหรับถนนกระแสน้ำวนที่มีเสถียรภาพ แม้แต่ประเภทคาปาซิทีฟและอัลตราโซนิกที่มีความต้านทานแรงสั่นสะเทือนสูงก็ไม่สามารถละเลยได้ เพื่อให้แน่ใจว่าของเหลวนั้นมีการไหลแบบทิศทางเดียวที่พัฒนาเต็มที่
(3) อุณหภูมิของตัวกลางยังมีอิทธิพลอย่างมากต่อประสิทธิภาพของเครื่องวัดการไหลวน ตัวอย่างเช่น เครื่องวัดอัตราการไหลกระแสน้ำวนชนิดความเค้นความดันไม่สามารถใช้เป็นเวลานานที่ 300 ℃ เนื่องจากความต้านทานของฉนวนจะเปลี่ยนจาก 10MΩ ที่อุณหภูมิห้อง
~100MΩ ลดลงอย่างรวดเร็วถึง 1MΩ~10KΩ และสัญญาณเอาท์พุตก็เล็กลงด้วย ซึ่งทำให้ลักษณะการวัดเสื่อมลง สำหรับสิ่งนี้ ควรใช้โครงสร้างที่ไวต่อแม่เหล็กหรือแบบคาปาซิทีฟ ในระบบการวัด ควรติดตั้งเซ็นเซอร์และคอนเวอร์เตอร์แยกกัน เพื่อหลีกเลี่ยงไม่ให้อุณหภูมิสูงในระยะยาวส่งผลต่อความน่าเชื่อถือและอายุการใช้งานของเครื่องมือ เครื่องวัดการไหลวนเป็นเครื่องวัดอัตราการไหลที่ค่อนข้างใหม่ ซึ่งอยู่ในขั้นตอนการพัฒนาและไม่โตเต็มที่ ถ้าเลือกไม่ถูกประสิทธิภาพจะเล่นได้ไม่ดี หลังจากการเลือกที่เหมาะสมและการติดตั้งที่ถูกต้องเท่านั้น จำเป็นต้องบำรุงรักษาอย่างจริงจังและสม่ำเสมอระหว่างการใช้งาน และสะสมประสบการณ์อย่างต่อเนื่อง ปรับปรุงความสามารถในการคาดการณ์ความล้มเหลวของระบบ และความสามารถในการตัดสินและจัดการกับปัญหา เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่น่าพอใจ
3. การเลือกและการออกแบบเครื่องวัดอัตราการไหล
เครื่องวัดอัตราการไหลเป็นอุปกรณ์สูบจ่ายชนิดหนึ่งที่ใช้ในปริมาณมากในช่วงแรกๆ เพื่อวัดการไหล มีประวัติยาวนานที่สุดและใช้ ZUI เป็นจำนวนมาก ตอนนี้ประเภททั่วไปคือประเภทแผ่นปากกลมและประเภทแผ่นทางเข้าเรียว หลักการทำงานคือการเพิ่มชิ้นส่วนควบคุมปริมาณแผ่นปากในท่อของไหล และแนะนำเครื่องส่งสัญญาณความแตกต่างของแรงดันผ่านท่อนำแรงดันเพื่อวัดต้นน้ำและปลายน้ำของชิ้นส่วนการควบคุมปริมาณ ความแตกต่างของแรงดันคำนวณตามความแตกต่างของแรงดันที่วัดได้ เพื่อให้ได้ค่าการไหลในทันที เนื่องจากน้ำในท่อนำแรงดันไม่สามารถเคลื่อนที่ได้ ในพื้นที่ที่เย็นกว่า ท่อแรงดันแผ่นปากที่ติดตั้งกลางแจ้งในฤดูหนาวจึงแข็งตัวและแตกได้ง่าย (แช่แข็ง) ทำให้เครื่องมือวัดแรงดันไม่สามารถทำงานได้ตามปกติ เมื่อวัดสิ่งปฏิกูลสกปรก จำเป็นต้องทำความสะอาดแผ่นปากบ่อยๆ หากไม่ทำความสะอาดทันเวลา ความแม่นยำในการวัดจะลดลง ท่อแรงดันมักถูกสิ่งสกปรกอุดตัน และอุปกรณ์จะไม่สามารถใช้งานได้ มีข้อเสียเช่นการสูญเสียแรงดันขนาดใหญ่และปริมาณการบำรุงรักษาจำนวนมากเมื่อใช้วิธีปากวัดเพื่อวัดอัตราการไหล ดังนั้น การเปลี่ยนวิธีแรงดัน เช่น วิธีแรงดันเส้นผ่านศูนย์กลาง สามารถลดอิทธิพลของสิ่งสกปรกแผ่นปาก
ในบรรดาเครื่องวัดอัตราการไหลหลายประเภทข้างต้นสำหรับการวัดการไหลของสิ่งปฏิกูล เครื่องวัดอัตราการไหลแบบแม่เหล็กไฟฟ้ามีประสิทธิภาพที่ดีกว่าและมีการใช้งานที่หลากหลายสำหรับเครื่องวัดอัตราการไหลแบบควบคุมปริมาณ ในขณะที่เครื่องวัดอัตราการไหลวนค่อนข้างใหม่และมีการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง การเลือกและการออกแบบเครื่องวัดการไหลจะดีได้ด้วยการทำความเข้าใจประสิทธิภาพของเครื่องวัดอัตราการไหลประเภทนี้เท่านั้น เพื่อให้การวัดและควบคุมการไหลของน้ำเสียสามารถตอบสนองความต้องการด้านความแม่นยำและความน่าเชื่อถือได้