污水流(liú)量監測中流量(liang)計該如何選擇(ze)

摘 要：由于污水(shuǐ)具有流量變化(hua)大、含有雜質、具(jù)有導電性和腐(fǔ)蝕性的特點，導(dao)緻其流量計的(de)選擇比較⛱️複雜(za)。從被測對象、流(liú)😄量計性能、安裝(zhuang)條件、使用環境(jìng)、經濟成本等方(fang)面，對電磁流量(liàng)計、超聲波流量(liàng)計、V錐流量計進(jin)行了對比分析(xī)，爲污水流量監(jian)測過程中流量(liàng)計的合理選用(yòng)提供參考。關鍵(jiàn)字：污水 流量監(jian)測 電磁流量計(ji) 超聲波流量計(jì) V錐流量計
        流量(liàng)計是少數幾種(zhong)使用比制造困(kun)難的儀器儀表(biao)🈲之🥰一，主要🔆是因(yin)爲流量計種類(lèi)繁多，各有特點(dian)，加上被測對象(xiang)又是污水，特别(bie)是未經處理的(de)污水，不但具有(you)強腐蝕性✉️，而且(qiě)還含有大量的(de)雜質，具有一定(dìng)的導電性，同時(shí)選型又涉及許(xǔ)多技術問🈲題和(he)經濟因素。因此(ci)，要做到技術上(shàng)可行，經濟上合(hé)理，必須對各流(liú)量計的性能特(te)點和工作原理(lǐ)有所了解，才能(neng)⁉️保證流量🏃‍♂️計的(de)選型更加合理(li)。本文通過幾種(zhong)常用流量計的(de)介紹，根據實際(jì)的應用情況，說(shuō)明污水流量監(jian)測過程中如何(he)合理選用不同(tong)的流量計。

  1 流量(liang)監測中幾種常(cháng)用的流量計
   1.1 電(dian)磁流量計        電磁(ci)流量計是根據(ju)法拉第電磁感(gǎn)應定律制成㊙️的(de)📧一種測量導電(diàn)液體體積流量(liàng)的儀表。由于🛀🏻其(qí)*的優點，目前被(bei)廣泛地應用于(yu)酸、堿、鹽等腐💃🏻蝕(shí)性介質，易燃易(yì)爆介質，污水處(chù)理以及化工、醫(yī)藥、食品等工業(ye)中的漿🤞液流量(liang)的測量，并形成(chéng)了*的應用領域(yu)。
  1.2 超聲波流量計(ji)        超聲波流量計(jì)是通過檢測流(liu)體流動對超聲(sheng)束（或超聲脈沖(chong)）的作用以測量(liàng)流量的儀表。超(chāo)🌈聲波流量計的(de)測量方法很多(duō)，有時間差法、頻(pín)率差法⚽、相位差(cha)法、多普勒法。時(shi)間差法☔、多普勒(le)法是🥵應用zui多的(de)測量原理。
        超聲(shēng)波流量計和電(dian)磁流量計一樣(yang)，因儀表流通通(tong)道💛未設置任🌈何(hé)阻礙件，均屬*流(liú)量計，适用于解(jie)決流🈲量測量困(kun)✊難的問題，特别(bie)在大口徑流量(liàng)測量方面🆚有較(jiào)突出的優點，近(jin)年來它是發展(zhan)迅速的流量計(jì)類型之一。
        超聲(sheng)波流量計的特(tè)點是可做非接(jiē)觸式測量，爲無(wú)流動阻撓測量(liàng)，無壓力損失，可(kě)測量非導電性(xìng)液體，對無阻撓(náo)測量♋的電磁流(liú)量計是一種補(bu)充。時差法超聲(sheng)波📱流量計是目(mu)前應用zui廣泛的(de)。随着CPU、信号處理(lǐ)技術的發展，測(ce)量的準确度和(he)可靠性有了很(hen)大的提高。尤其(qí)是時間測量技(ji)術的發展，時🎯差(chà)分辨力提高了(le)，解決了小🌈口徑(jing)、低流速測🌂量難(nan)的問題。應🛀用領(ling)域也從淨水擴(kuò)展到循環水、污(wū)水、重油、原油、成(chéng)品油以及空氣(qi)、天然氣等多種(zhong)介質。但有較多(duo)氣泡或懸浮物(wù)的液體會阻礙(ài)聲脈沖的正常(chang)傳播，導緻☂️不能(neng)正常測量，所以(yi)超聲波流🐅量計(jì)更适于測量純(chún)淨液體。
        多普勒(lè)法超聲波流量(liàng)計一般要求流(liú)體内有足夠大(da)的散射體存在(zài)，而且還得是連(lián)續的。通常情況(kuàng)下，散射體的⚽速(su)度與流體的👄速(sù)度有明顯的滑(huá)差，要求流體流(liu)動的速度必須(xu)比粒子❌産生沉(chén)澱的臨界速🥰度(dù)大很多，另外測(ce)得的速度隻是(shì)散射體相遇點(diǎn)的速度值，因此(ci)，測量的速度值(zhí)對流速分布和(he)流态有‼️很大的(de)依賴性，也就是(shi)說直管段的長(zhang)度要求很長，需(xu)在20倍管徑以上(shang)。所以，多普勒法(fa)超🌏聲波流量計(jì)的應用有一定(dìng)的局限性，較多(duō)應用于生🈲活污(wu)水、工業廢水、啤(pí)酒飲料等介質(zhi)的測量，通常不(bu)适用于非常清(qing)潔的流體測量(liàng)。
  1.3 V錐流量計        V錐流(liu)量計是一種新(xin)穎的差壓式流(liú)量計，利用一☀️個(gè)V形錐體在流場(chang)中産生的節流(liu)效應來測量流(liu)量，如果流體通(tong)過一個節流元(yuan)件時，流速會加(jiā)快，從而會使動(dòng)能增加✍️，而被加(jiā)速處流體的靜(jing)壓力反而會被(bei)降低。壓降的大(da)小與流體的流(liu)速具有一定的(de)函數關系，在其(qi)它條件不變的(de)情況下，壓降會(huì)随流速的增加(jia)而增加，随流速(sù)的減小而減小(xiao)。
        V錐體流量計和(hé)其它節流式流(liu)量計不同，它改(gǎi)變了節流的💘布(bù)局，使它從中心(xin)孔節流變成環(huan)狀節流，V錐✨流量(liàng)計是集差💔壓式(shì)🌐流量💜計之精華(hua)的結晶，它的節(jie)流緣是鈍角，流(liu)動時形成邊界(jiè)層，使流💋體離開(kāi)了節流緣。邊界(jiè)層效應使肮髒(zāng)流體✍️不能磨損(sǔn)節流緣，其β值（等(děng)效直徑比）長期(qi)不變，是一種接(jie)近理想狀态的(de)節流裝置，具有(you)‼️長期的穩定性(xing)。适用于各種氣(qì)體和液體、煤氣(qi)、各種髒污氣體(ti)介質、直管段不(bú)足的場所和對(dui)精度要求高的(de)地方。由于經濟(jì)成本和該儀表(biao)還沒有标準或(huo)國家标準，因此(cǐ)，還沒有得到大(da)力的推廣和應(yīng)用。
2 流量計的選(xuan)型設計        在進行(hang)流量計的選型(xíng)設計之前🚶，我們(men)應🈲該首先明确(què)被測對象，然後(hòu)再綜合考慮儀(yí)表性能👅、安裝條(tiao)件、環境條件和(hé)經濟因素這幾(ji)方面因素。
 2.1 明确(què)被測對象        被測(cè)對象就是工業(ye)廢水，工業廢水(shuǐ)🏃‍♂️含🌈有🌏大量☔的雜(zá)質，有一定的導(dǎo)電性和腐蝕性(xing)。那麽哪一種更(geng)适合⭐這類水質(zhì)的測量呢？電磁(cí)流量計适合測(ce)量導電液體（電(diàn)導率≥5μS/cm）的流量，應(yīng)根😍據被測介質(zhi)📱物性、管道材質(zhì)，合理選擇電極(jí)形式、電極材質(zhì)、襯裏材質、接地(dì)方式、防護等級(ji)。
        超聲波流量計(ji)對被測介質要(yao)求十分苛刻，像(xiàng)多普勒😍法超聲(shēng)波流量計隻能(neng)正常測量雜質(zhi)含量相對🏃🏻‍♂️穩定(ding)🙇‍♀️的流體，而🏒時間(jiān)差法流量計主(zhu)要用來測量潔(jié)淨的流體。
        V錐流(liú)量計适用于髒(zang)污的流體測量(liàng)，但前提條件是(shì)雷諾數應滿🌍足(zu)要求。當雷諾數(shù)無限制地下降(jiàng)時，V錐流量計的(de)流出系數随着(zhe)雷諾數的減小(xiǎo)而減小，其不确(què)定度将增⛷️加。在(zài)高壓的場合，V錐(zhui)流量計使用有(yǒu)局限性，因爲錐(zhui)體負壓管的結(jie)構在承受高壓(yā)的情況下會發(fa)生脫落，導緻事(shì)☂️故的發生，選型(xing)應注意。
2.2 流量計(ji)性能方面
        在選(xuan)用某種流量計(ji)時，首先應綜合(hé)考慮該種流量(liang)🛀計的精♊度、重複(fú)性、線性度、量程(cheng)比、壓力損失、輸(shū)出信号特性、響(xiang)應時間、不可測(cè)☂️性等因素。
        電磁(ci)流量計的傳感(gǎn)器結構簡單，測(cè)量管内沒有任(ren)何阻礙介質流(liu)動的節流部件(jian)，所以不會引起(qǐ)任何附加的壓(ya)力損失，是流量(liang)計中耗能zui低的(de)流量儀表之一(yi)。電磁流量❤️計的(de)量程範圍極寬(kuan)，并且在測量過(guo)程中不受被測(cè)介質的溫度、粘(zhān)度、一定範圍内(nèi)電導🌍率的影響(xiang)，反應靈敏，可提(ti)供選擇的口👉徑(jing)範圍極寬，從幾(jǐ)mm到3m都可以滿足(zu)，選擇電磁口徑(jing)時應保證zui小流(liu)量工況下✉️被測(cè)介質流速不小(xiao)于0.5m/s。
        超聲波流量(liàng)計是一種非接(jiē)觸式的測量儀(yi)表，沒有機械傳(chuán)動部件，通道内(nei)也沒有阻礙件(jiàn)，無壓力損失，能(néng)量🈲損失小，測量(liang)精度不高。V錐流(liu)量計是一種具(jù)有*性能的新型(xing)流量計，具有高(gao)精度、高穩定性(xìng)，量程比較寬，而(ér)且重複性好（≤0.1%），準(zhǔn)确度高（≤0.5%）。因爲它(ta)是靠節流效應(yīng)來測量壓♌差的(de)，所以有一定壓(ya)損。
  2.3 安裝條件方(fāng)面      許多流量計(ji)在運行過程中(zhong)存在問題，大部(bu)分是由于安裝(zhuang)出現了問題。
        電(dian)磁流量計水平(píng)、垂直（下進上出(chu)）、傾斜（底進頂出(chū)）安裝都可以，但(dàn)要求前、後需有(you)直管段，一般的(de)要求是㊙️前直管(guan)段大于等于5D，後(hou)直管段大于等(deng)于3D。電磁流量😄計(jì)安裝時應保🏃證(zhèng)滿管流，不能🚶‍♀️安(an)裝在管道zui高點(dian)。儀表井内安裝(zhuāng)的電磁流量計(ji)傳感器防護💰等(děng)級應爲😄IP68。
        超聲波(bō)流量計的安裝(zhuāng)對前、後直管段(duàn)的要求比較高(gao)，安裝位置至少(shao)要有15D的直管段(duàn)長度，不能受振(zhèn)動✨的影響，否則(zé)測量不。
        V錐流量(liàng)計的安裝使用(yong)非常方便，安裝(zhuāng)方式靈活，可🈲選(xuǎn)管道法蘭式、直(zhi)接焊接式、方管(guan)式，所需的直管(guan)段很短，前直管(guǎn)段小于或等😄于(yu)3D，後直管段小于(yú)或等于💃🏻1D就可以(yǐ)🔅滿足要求。當測(ce)量髒污介質時(shí)，應合理選擇V錐(zhuī)流量計取壓方(fāng)式，避免測量管(guan)線堵塞。
2.4 環境方(fang)面
        環境方面主(zhǔ)要是考慮周圍(wéi)溫度、濕度、安全(quan)因素、信号調🐇節(jie)及變送、壓力、大(da)氣及電子幹擾(rao)等對流量計性(xìng)能穩定方面🤩的(de)影響。安裝時都(dou)應盡量避開大(dà)電機、大變壓器(qi)等，以防引入電(diàn)磁幹擾。
        電磁流(liu)量計的環境溫(wen)度一般在－30～80 ℃ ，對相對濕度的(de)要求在5%～95%之間，大(dà)氣壓力爲86～106kPa；超聲(shēng)波流量🔅計對環(huan)境☂️溫度的要求(qiu)爲：轉換器是－10～45 ℃ 、傳感器是－30～60 ℃ （常溫型）和－30～160 ℃ （高溫型）；而V錐(zhuī)流量計環境溫(wēn)度在－25~60 ℃ 範圍(wei)内，一體型結構(gou)溫度還受制于(yu)電子元器件，範(fan)圍🔞要窄些，環境(jing)相對濕度在10%～90%範(fàn)圍内。
2.5 經濟成本(běn)方面
        流量計的(de)選擇要在初期(qī)投資和長期可(kě)靠運行之🐇間綜(zōng)合考慮，例如購(gou)買費用、安裝費(fei)用、操作費用、維(wei)護費用、校驗費(fèi)😘用、流量計壽命(ming)、備件及消費品(pǐn)、可靠性方面等(děng)各種因素都要(yao)在有效滿足工(gong)業生産可靠運(yun)行的前提下，進(jin)行*的經濟選型(xíng)。
        電磁流量計目(mu)前常用的德國(guo)E＋H、科隆、日本橫河(he)等公司産品均(jun1)價格不菲，以DN200mm管(guǎn)徑爲例，價格一(yī)般在2萬元左右(yòu)🈲，但随🐉着被測管(guǎn)徑的增大和抗(kang)腐蝕性的要求(qiu)，價格也會相應(ying)增加。而像國内(nèi)比較的北京中(zhōng)瑞能‼️、上海光華(huá)、四川川儀等生(sheng)産的電磁流量(liang)計産品，精度上(shang)也有了很大的(de)提高☁️，并且價格(gé)方面也有很大(dà)🌂的優勢。
       超聲波(bō)流量計目前常(cháng)用的進口品牌(pái)有美國麗聲POLYSONLCSDCT7088系(xì)列、迪納聲DYNASONISERIES901系列(lie)、日本橫河、英國(guó)MICRONES，固定式價格一(yī)般🏒在3～5萬元之間(jian)。在國内，像廣州(zhou)怡文、開封儀表(biǎo)、上海肯特等所(suo)生産的🐪産品在(zai)工程應用上也(yě)很廣泛，與國外(wài)的産品在成本(běn)方面有很大的(de)競争優勢。
       V錐流(liú)量計中的V錐由(yóu)于用料多、加工(gōng)工藝複雜、标定(ding)費用高、基本上(shàng)依賴，使得其售(shòu)價較高，在國内(nèi)使用還不廣泛(fàn)🏒，因成✔️本關系還(hái)🐆不能取代其它(tā)流量計。
3 結論       由(you)于污水具有流(liu)量變化大、含有(you)雜質、具有一🎯定(ding)的導電🧡能力和(he)腐蝕性的特點(diǎn)，對可靠、測量造(zao)成🔴了很大的㊙️困(kùn)難。通過對以上(shàng)幾種流量計的(de)分析、比🌈較，在污(wū)水流量測量過(guo)🌏程中，電磁流量(liàng)計的綜合性能(néng)較好。要想使污(wu)水流量的測量(liang)和控制達到精(jing)度🐅和可靠的要(yao)求，必須深入了(le)解、分析各流量(liàng)計的性💋能和特(tè)點以及被測污(wū)水水質條件，才(cái)能選擇合适型(xíng)号的流量計。