污水流量監(jiān)測中流量計該如(ru)何選擇

摘 要：由于(yú)污水具有流量變(biàn)化大、含有雜質、具(ju)有導♌電性和🧑🏾‍🤝‍🧑🏼腐蝕(shi)性的特點，導緻其(qi)流量計的選擇比(bi)較🈲複雜。從被測對(duì)象、流量計性能、安(ān)裝條件、使用環境(jìng)、經濟成本等方面(mian)，對電磁流量計、超(chāo)聲波流量計、V錐✨流(liú)量計進行了對比(bǐ)分析，爲污水流量(liàng)監測過程中流量(liàng)計的合理選用提(tí)供參考。關鍵字：污(wu)水 流量監測 電磁(ci)流量計 超聲波流(liu)量計 V錐流量計
        流(liú)量計是少數幾種(zhǒng)使用比制造困難(nán)的儀器儀表🧑🏾‍🤝‍🧑🏼之一(yī)，主要是因爲流量(liàng)計種類繁多，各有(yǒu)特點，加上被測對(dui)象🔴又是污水，特别(bié)👄是未經處理的污(wū)水，不但具有強腐(fu)蝕性，而且還含有(yǒu)大量的雜質，具有(you)一定的導電性🧡，同(tong)時選型又涉及許(xǔ)多技術問題和經(jing)濟🐕因素。因此，要做(zuo)到技術上可行，經(jīng)濟上合理，必須對(dui)✌️各流量計的性能(neng)特點和工作原理(lǐ)有所了解，才能保(bao)證流量⛷️計的選型(xing)更加合理。本文通(tōng)過幾種常用流量(liang)計的介紹，根據實(shí)際的應用情況，說(shuō)❗明污水流量監測(cè)過程中如何合理(li)選用不同的流量(liàng)計。

  1 流量監測中幾(jǐ)種常用的流量計(jì)
   1.1 電磁流量計        電磁(cí)流量計是根據法(fa)拉第電磁感應👉定(ding)律制成的一種測(ce)量導電液體體積(ji)流量的儀表。由于(yú)其*的優點，目前被(bei)廣泛地應用于酸(suan)、堿、鹽等腐蝕性介(jiè)質，易燃🏃🏻易爆介質(zhi)，污水處理以及化(huà)工、醫藥☀️、食品等工(gōng)業中的漿液流量(liàng)的測量，并形成了(le)*的應用領域。
  1.2 超聲(shēng)波流量計        超聲波(bo)流量計是通過檢(jian)測流體流動🔅對超(chāo)聲🈚束（或超聲脈沖(chong)）的作用以測量流(liú)量的儀表。超聲波(bo)流量計的測量方(fāng)法很多，有時間差(chà)法、頻率差法、相位(wèi)差法、多普勒法。時(shí)間差法、多普勒法(fǎ)是應用zui多的🐆測量(liàng)原理。
        超聲波流量(liang)計和電磁流量計(ji)一樣，因儀表流通(tong)通道未設置任何(he)阻礙件，均屬*流量(liang)計，适用于解決流(liu)量測🔞量困難的問(wen)題🌂，特别在大口徑(jìng)流量測量方面有(you)較突✨出的優點，近(jin)年來它是✔️發展迅(xùn)速的流量計⛹🏻‍♀️類型(xíng)之一。
        超聲波流量(liang)計的特點是可做(zuò)非接觸式測量，爲(wei)無流❓動🧑🏽‍🤝‍🧑🏻阻🛀撓♉測量(liang)，無壓力損失，可測(cè)量非導電性液體(tǐ)，對無阻撓🍉測量的(de)電磁流量計是一(yī)種補充。時差法超(chao)聲波流量計是目(mu)前🌈應用zui廣泛的。随(suí)着CPU、信号處理技術(shù)的發展，測量的準(zhun)确度和可靠性有(yǒu)了很大的💚提高。尤(you)其是時間測量技(jì)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼術的發展，時差分(fen)辨力提高了，解決(jue)了☀️小口徑、低流速(sù)測♌量難的問題。應(yīng)用領域也從淨水(shuǐ)擴展到循環水、污(wu)水、重油、原油、成品(pin)油以及空氣、天然(ran)氣等多種介質。但(dàn)有較多氣泡或懸(xuán)浮物的液體會阻(zu)礙聲脈沖的正常(cháng)傳播，導緻不能正(zheng)常測量，所以超聲(shēng)波流量計更适于(yú)測🌈量純淨液體。
        多(duō)普勒法超聲波流(liú)量計一般要求流(liu)體内有足夠大的(de)㊙️散射體✔️存在，而且(qiě)還得是連續的。通(tōng)常情況下，散射體(tǐ)的速度👉與流體的(de)速度有明顯的滑(hua)差，要求流體流動(dong)的速度必須🔴比粒(lì)子⛱️産生沉澱的臨(lin)界速度大很多，另(ling)外測得的速度隻(zhī)是散射體相遇點(dian)的速度值，因此，測(ce)量的速度值對流(liu)速分布和流态有(yǒu)🔞很大的依賴性，也(yě)就是說直管段的(de)長度要求很長🐕，需(xū)在20倍管徑以上🈲。所(suo)以，多💚普勒法超聲(sheng)波流量計的應用(yong)有一定的局限性(xìng)，較多應用于生🏃🏻活(huó)🔴污水、工業廢水、啤(pí)酒飲料等介質的(de)測量，通常不适用(yòng)于非常清潔的流(liú)體測量。
  1.3 V錐流量計(ji)        V錐流量計是一種(zhong)新穎的差壓式流(liú)量計，利用一個V形(xíng)👄錐體在流場中産(chan)生的節流效應來(lái)測量流量，如果流(liu)體通過一個節流(liu)元件時，流速會加(jia)快，從而會使動能(néng)增加，而被加速處(chù)流💯體的靜壓力反(fan)而會被降低。壓降(jiàng)的大小與流體的(de)流速具有一㊙️定的(de)函數關系，在其它(tā)條件不變的情況(kuang)下，壓降會🍓随流速(su)的增加而增加，随(suí)流速㊙️的減小而減(jiǎn)小。
        V錐體流量計和(hé)其它節流式流量(liàng)計不同，它改變了(le)🌈節流的布局，使它(ta)從中心孔節流變(biàn)成環狀節流，V錐流(liu)量🌈計是集差壓式(shi)流量計之精華的(de)結晶，它的節流緣(yuan)是鈍角，流動時形(xíng)成邊界層，使流體(ti)離開了節📞流緣。邊(biān)界層效應使肮髒(zang)流體📐不能磨損節(jiē)流緣，其✌️β值（等效直(zhi)徑比）長期不變，是(shì)一種接近理想狀(zhuang)态的節流裝置，具(jù)⛹🏻‍♀️有長期的穩定性(xing)。适用于各種氣♍體(ti)和液體、煤氣✉️、各種(zhong)髒📐污氣體介質、直(zhi)管段不足的場所(suǒ)和對精度要求高(gao)的地方。由于經濟(jì)成本♉和該儀表還(hái)沒有标準或國家(jia)标準，因此，還沒有(you)得到大力的推廣(guang)和應用。
2 流量計的(de)選型設計        在進行(hang)流量計的選型設(shè)計之前，我們應該(gai)首先明确被測對(dui)象，然後再綜合考(kǎo)慮儀表性能、安裝(zhuāng)條件、環境條件和(he)經濟因素這幾方(fang)面因素。
 2.1 明确被測(ce)對象        被測對象就(jiu)是工業廢水，工業(ye)廢水含有大🤩量的(de)💛雜質，有一定的導(dao)電性和腐蝕性。那(nà)麽哪一種更适合(hé)這類水質的測量(liang)呢？電磁流量計适(shì)合測量導電液體(tǐ)（電導率≥5μS/cm）的流量，應(yīng)根♈據被測介質物(wù)性、管道材質，合理(li)選擇電極形式、電(diàn)極材質、襯裏材質(zhì)、接地方式、防護等(deng)級。
        超聲波流量計(jì)對被測介質要求(qiú)十分苛刻，像多普(pu)🔆勒🈲法超🚩聲波流量(liàng)計隻能正常測量(liang)雜質含量相對穩(wen)定的流體，而時間(jiān)📱差法流量計主要(yao)用來測量潔👉淨的(de)流體。
        V錐流量計适(shi)用于髒污的流體(tǐ)測量，但前提條件(jian)是雷諾數應滿足(zú)要求。當雷諾數無(wu)限制地下降時，V錐(zhui)流量計的🌈流出系(xi)數随着雷諾數的(de)減小而減小，其不(bu)确定度将增加。在(zai)高壓的場合，V錐流(liú)量計使用有局限(xian)性，因🔅爲錐體負壓(yā)管的結構在承受(shòu)高壓的情況下會(huì)發生脫落，導緻事(shì)故的發生，選型應(ying)注意。
2.2 流量計性能(néng)方面
        在選用某種(zhǒng)流量計時，首先應(ying)綜合考慮該種流(liu)量計的精度、重複(fu)性、線性度、量程比(bǐ)、壓力損失、輸出信(xìn)号特性、響應時間(jiān)、不可測性等因素(su)。
        電磁流量計的傳(chuán)感器結構簡單，測(ce)量管内沒有任何(he)阻礙介質流動的(de)節流部件，所以不(bu)會引起任何附加(jiā)的壓力損✊失，是🌈流(liú)量計中耗能zui低的(de)流量儀表之一。電(diàn)磁流量計的量程(chéng)範圍極寬，并☔且在(zài)測量過程中不受(shòu)被測介質的溫度(du)、粘度、一定範圍内(nèi)電導率的影響，反(fan)✨應靈敏，可提供選(xuan)擇的口徑範圍極(ji)寬，從幾mm到3m都可✏️以(yi)滿足，選擇電磁⛷️口(kou)徑時應保證zui小流(liu)量工況下被測介(jie)質流速不小于0.5m/s。
        超(chao)聲波流量計是一(yī)種非接觸式的測(ce)量儀表，沒有機💯械(xie)傳動部件，通道内(nei)也沒有阻礙件，無(wú)壓力損失，能量損(sǔn)失小，測量精🔱度不(bu)高。V錐流量計是一(yi)種具有*性能的新(xin)型流量計，具☎️有高(gāo)精☀️度、高穩定性，量(liàng)程比🈲較寬，而且重(zhong)複性好（≤0.1%），準确度高(gāo)（≤0.5%）。因爲它是靠節流(liú)效應來測量壓差(chà)的，所以有一定壓(yā)損。
  2.3 安裝條件方面(miàn)      許多流量計在運(yun)行過程中存在問(wèn)題♍，大部分是由于(yú)安裝出現了問題(tí)。
        電磁流量計水平(ping)、垂直（下進上出）、傾(qīng)斜（底進頂出）安裝(zhuāng)都可✂️以，但要求前(qián)、後需有直管段，一(yī)般的要求是前直(zhi)管段大于等于5D，後(hou)直管段大于等于(yu)3D。電磁流量計安裝(zhuang)時應保證滿管流(liu)，不能安裝在管道(dào)zui高點。儀表井内安(an)裝的電磁流量計(ji)傳感器防護等級(jí)應爲IP68。
        超聲波流量(liang)計的安裝對前、後(hou)直管段的要求比(bǐ)較高，安裝位置至(zhi)少要有15D的直管段(duàn)長度，不能受振動(dong)🎯的影響，否則測量(liang)不。
        V錐流量計的安(ān)裝使用非常方便(biàn)，安裝方式靈活，可(kě)選管道法蘭式、直(zhi)接焊接式、方管式(shi)，所需的直管段很(hěn)短⁉️，前直管段😍小于(yu)或等于3D，後直管段(duàn)小于或等于1D就可(ke)以滿足要❗求。當測(ce)量髒污介質時，應(ying)合理選擇V錐流量(liang)計取壓方式，避免(mian)測量管線堵塞。
2.4 環(huan)境方面
        環境方面(miàn)主要是考慮周圍(wéi)溫度、濕度、安全因(yin)素、信号調節及變(biàn)送、壓力、大氣及電(diàn)子幹擾等對流量(liàng)計性能穩定🌈方面(miàn)的影響。安裝時都(dōu)應盡量避開大電(diàn)機、大變壓器等，以(yi)防引入電磁幹擾(rao)。
        電磁流量計的環(huan)境溫度一般在－30～80 ℃ ，對相對濕度的(de)要求在5%～95%之間，大氣(qì)壓力爲86～106kPa；超聲波流(liu)量計對環🐉境溫度(du)的要求爲：轉換器(qì)是－10～45 ℃ 、傳感器是(shi)－30～60 ℃ （常溫型）和－30～160 ℃ （高溫型）；而V錐流(liu)量計環境溫度在(zài)－25~60 ℃ 範圍内，一體(ti)型結構溫度還受(shòu)制于電子元器件(jian)，範圍要窄些，環境(jìng)相對濕度在10%～90%範圍(wéi)内。
2.5 經濟成本方面(miàn)
        流量計的選擇要(yào)在初期投資和長(zhǎng)期可靠運行之間(jian)綜合考慮，例如購(gòu)買費用、安裝費用(yòng)、操作費用、維🐪護費(fei)✉️用、校驗費用、流量(liàng)計壽命、備件及消(xiāo)費品、可靠性方面(miàn)等各種因素都☀️要(yào)在有效滿足工業(yè)生産可靠運行的(de)前提下，進行*的經(jīng)濟選型。
        電磁流量(liang)計目前常用的德(dé)國E＋H、科隆、日本橫河(he)等公司産品均價(jia)格不菲，以DN200mm管徑爲(wèi)例，價格一般在2萬(wan)元左右，但随着被(bei)測管徑的增大和(hé)抗腐蝕性的要求(qiú)，價格也會相應增(zēng)加。而像國内比較(jiao)的北京中瑞能、上(shàng)海光華、四川川儀(yi)等生産的電磁流(liu)量計産品，精度上(shàng)也有了很大的提(tí)高，并且價格方🎯面(miàn)也有很大的優勢(shì)。
       超聲波流量計目(mù)前常用的進口品(pin)牌有美國麗聲POLYSONLCSDCT7088系(xi)❤️列、迪👣納聲DYNASONISERIES901系列、日(ri)本橫河、英國MICRONES，固定(ding)式價格一般在3～5萬(wan)元之間。在🌍國内，像(xiàng)廣州怡文、開封儀(yí)表、上海肯特等所(suǒ)生産的産品在工(gōng)程應用上也很廣(guǎng)泛，與國外的産品(pin)在成本方面有很(hen)大🔴的競争優🤞勢。
       V錐(zhuī)流量計中的V錐由(yóu)于用料多、加工工(gong)藝複雜、标定費用(yòng)高🌈、基本🎯上依賴，使(shi)得其售價較高，在(zai)國内使用還不廣(guǎng)泛，因成本關系還(hai)不能取代其它流(liu)量計。
3 結論       由于污(wū)水具有流量變化(hua)大、含有雜質、具有(yǒu)一定✌️的導🏃‍♂️電能力(lì)和腐蝕性的特點(diǎn)，對可靠、測量造成(chéng)了很大的困難❌。通(tōng)過對以🥰上幾種流(liu)量計的分析、比較(jiào)，在污水流量👌測量(liàng)過程中，電磁流量(liang)🏒計的綜合性能較(jiao)好。要想使污水流(liú)量的測👨‍❤️‍👨量和控制(zhi)達到精度和可靠(kao)的要求，必須深入(rù)了解、分析各流量(liàng)計的性👌能和特點(dian)以及被測污水水(shui)質🏒條件，才能選擇(ze)合适型号的流量(liang)計。