污水流(liu)量監測中流量(liàng)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(ju)有導電🥰性和腐(fu)蝕📱性的特點，導(dǎo)緻其流量計的(de)選擇比較複雜(za)。從被測對象、流(liu)量計性能、安裝(zhuāng)條件、使用環境(jing)、經濟成本等方(fāng)面，對電磁流量(liang)計、超聲波流量(liang)計、V錐流量計進(jìn)行了對比分析(xi)，爲污水流量監(jian)測過程中流量(liàng)計的合理選用(yong)提供參考。關鍵(jian)字：污水 流量監(jiān)測 電磁流量計(ji) 超聲波流量計(jì) V錐流量計
        流量(liang)計是少數幾種(zhong)使用比制造困(kun)難的儀器儀表(biǎo)之一⛱️，主要是因(yīn)爲流量計種類(lei)繁多，各有特點(diǎn)，加上被測對象(xiàng)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(ding)的導電性，同時(shí)選型又涉及許(xu)多技術問題和(he)經濟因素。因此(cǐ)，要做到技術上(shàng)可行，經濟上合(he)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(néng)保證流量計的(de)選型更加合理(li)。本文通過幾種(zhǒng)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(chang)用的流量計
   1.1 電(dian)磁流量計        電磁(ci)流量計是根據(jù)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(qi)*的優點，目前被(bei)廣泛地應用于(yu)酸、堿、鹽等腐蝕(shi)性介質，易燃易(yì)爆介質，污水❌處(chu)理以及化工、醫(yi)藥、食品等工業(ye)中的漿液流量(liàng)的測量，并形♈成(cheng)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(liú)體流♋動對超聲(shēng)⭐束🏃‍♀️（或超聲脈沖(chòng)）的作用以測量(liang)流量的儀表。超(chao)聲波流量計的(de)測量方法很多(duō)，有時間差法、頻(pin)‼️率差法、相位差(chà)🤟法、多普勒法。時(shí)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(yàng)，因儀表流通通(tōng)道未設😄置🌍任💯何(he)阻礙件，均屬*流(liú)量計，适用于解(jiě)決流量測量困(kun)難的🤟問題🆚，特别(bié)在大口徑流量(liàng)測量方面有較(jiao)突出的優點，近(jìn)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(liang)，無壓力損失，可(ke)測量非導電性(xìng)液體，對無阻撓(nao)測量的電🐇磁流(liu)量計是一種補(bǔ)充。時差法超聲(shēng)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(cè)量的準确度和(hé)可靠性有了很(hěn)大的🈲提高。尤其(qi)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(nán)的問題。應用領(ling)域也從淨水擴(kuò)展到循環水、污(wu)水、重油、原油、成(chéng)品油以及空氣(qì)、天然氣等🧡多種(zhong)介質。但有較多(duō)氣泡或懸浮物(wu)的液體會阻礙(ai)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(chun)淨液體。
        多普勒(le)法超聲波流量(liang)計一般要求流(liú)體内有足夠大(dà)的散射體存在(zai)，而且還得是連(lian)續的。通常情況(kuang)下，散射♊體的速(su)度與流體的速(su)度有明顯的滑(hua)差，要求流體流(liú)♻️動的速度必須(xu)比粒子🥵産生沉(chen)澱的臨界速度(du)大很多，另外測(cè)得的速度隻👈是(shì)散射體相遇點(diǎn)的速度值，因此(cǐ)，測量的速度值(zhí)對流速分布和(hé)流态有很大的(de)依賴性，也就是(shì)說直管🐪段的長(zhǎng)度要求很長，需(xū)在20倍管徑以上(shàng)👣。所以，多🙇‍♀️普勒法(fǎ)超聲波流量計(ji)的⛱️應用有一定(dìng)的局限性，較多(duo)應用于生活污(wu)水、工業廢水、啤(pi)酒飲料等介質(zhi)的測量，通常不(bu)适用于非常清(qīng)潔的流體測量(liang)。
  1.3 V錐流量計        V錐流(liú)量計是一種新(xīn)穎的差壓式流(liú)量計，利用一個(gè)V形🐆錐體在流場(chǎng)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(yuán)件時，流速會加(jiā)快，從而會使動(dòng)能增加，而被加(jia)🐆速處流體的靜(jìng)壓力反而會被(bèi)🚩降低。壓降的大(da)小與流體的流(liú)速具有一定的(de)函數關🈲系，在其(qí)它條件不變的(de)情況下，壓降會(huì)随流速的增加(jiā)而增加，随流速(sù)💋的減小而減小(xiǎo)。
        V錐體流量計和(he)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(huán)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(jie)層，使流💰體離開(kai)了節♍流緣。邊界(jie)層效應使肮髒(zāng)流體不能磨損(sun)節流緣，其β值（等(deng)效直徑比）長期(qi)不變，是一種接(jiē)近📐理想狀态的(de)🐇節流裝置，具有(yǒu)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(tǐ)介質、直管段不(bu)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(biǎo)還沒有标準或(huò)國家标準，因此(cǐ)，還沒有得到大(da)力的🔅推廣和應(ying)用。
2 流量計的選(xuǎn)型設計        在進行(háng)流量計的選型(xing)設計之💋前，我👅們(men)應該首先明确(que)被測對象，然後(hou)再綜合考慮🈲儀(yí)表📞性能、安裝條(tiáo)件、環境條件和(hé)經濟因素這幾(jǐ)方♌面因素。
 2.1 明确(que)被測對象        被測(cè)對象就是工業(yè)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(xìng)。那麽哪一種更(gèng)适合這類水質(zhi)的測量呢？電磁(ci)流量計适👨‍❤️‍👨合測(ce)量導電液體（電(dian)導🈲率≥5μS/cm）的流🏃🏻量，應(ying)根據被測介質(zhì)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(yào)求十分苛刻，像(xiang)多普㊙️勒法超聲(sheng)🐪波💯流量計隻能(neng)正常測量雜質(zhì)含量相對穩定(dìng)的流🥰體，而時間(jian)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(shi)雷諾數應❗滿足(zu)要求。當雷諾數(shu)無限制地下降(jiang)時，V錐流量🤟計的(de)流出系數随着(zhe)雷諾數的減小(xiao)而減小，其不确(què)定度将增加。在(zai)高壓的場合，V錐(zhuī)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(ya)的情況下會發(fā)生脫落，導緻事(shì)故的發生，選型(xing)應注意。
2.2 流量計(jì)性能方面
        在選(xuan)用某種流量計(jì)時，首先應綜合(hé)考慮該種流量(liang)計的精度、重複(fu)性、線性度、量程(chéng)比、壓力損失、輸(shū)出信号特性、響(xiǎng)應時間、不💔可測(cè)性等因素。
        電磁(ci)流量計的傳感(gan)器結構簡單，測(cè)量管内沒有任(rèn)何阻礙介質流(liu)動的節流部件(jian)，所以不會引起(qi)任何附加的壓(ya)力損失，是流量(liàng)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(kuān)，并且在測量過(guò)程中不受被測(cè)介質的溫度、粘(zhan)🌈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(jìng)範圍極寬，從幾(ji)mm到3m都可以♊滿足(zú)，選擇電磁🤩口徑(jing)時應保證zui小流(liú)量工況下被測(ce)介質流速不小(xiǎo)于0.5m/s。
        超聲波流量(liang)計是一種非接(jie)觸式的測量儀(yi)表，沒有機械傳(chuan)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(liàng)精度不高。V錐流(liú)量計是一種具(ju)有*性能的🥵新型(xing)流量計，具有高(gāo)精度、高穩定性(xìng)，量程比較寬，而(er)且重複性好💋（≤0.1%），準(zhun)确度高（≤0.5%）。因爲它(tā)是靠節流效應(ying)來測量壓差的(de)，所以有👄一定壓(yā)損。
  2.3 安裝條件方(fāng)面      許多流量計(jì)在運行過程中(zhōng)存在問題💘，大部(bu)分是由于安裝(zhuang)出現了問題。
        電(diàn)磁流量計水平(ping)、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(yǒu)直管段，一般的(de)要求是前直管(guǎn)段大于🛀等于5D，後(hòu)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(diǎn)。儀表井内安裝(zhuāng)的電磁流量計(jì)傳感器防護等(deng)級應爲IP68。
        超聲波(bō)流量計的安裝(zhuang)對前、後直管段(duàn)的要求比較高(gao)🔞，安裝位置至少(shǎo)要有15D的直管段(duàn)長度，不能受振(zhen)動的影響，否🈲則(zé)測量不。
        V錐流量(liang)計的安裝使用(yong)非常方便，安裝(zhuang)方式靈活，可選(xuan)💜管道法蘭式、直(zhi)接焊接式、方管(guan)式，所需的直管(guǎn)段很短，前直🌈管(guan)段小于或等🔴于(yu)3D，後直管段小于(yú)或等于1D就可以(yi)🌏滿足要👈求。當測(cè)量髒污介質時(shi)，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(fāng)面
        環境方面主(zhǔ)要是考慮周圍(wei)溫度、濕度、安全(quán)因素、信号調🏃節(jiē)♋及變送、壓力、大(da)氣及電子幹擾(rǎo)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(da)電機、大變壓器(qi)等🌈，以防引入電(dian)磁幹擾。
        電磁流(liu)量計的環境溫(wēn)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(zhui)流量計環境溫(wen)度在－25~60 ℃ 範圍(wéi)内，一體型結構(gòu)溫度還受制于(yu)電子元器件，範(fàn)圍要窄些，環境(jing)相對濕度在10%～90%範(fàn)圍内。
2.5 經濟成本(ben)方面
        流量計的(de)選擇要在初期(qī)投資和長期可(ke)靠運行之間綜(zōng)😘合考㊙️慮，例如購(gòu)買費用、安裝費(fei)用、操作費用、維(wéi)護費用、校驗費(fei)用、流量計壽命(mìng)、備件及消費品(pǐn)、可靠性方面等(deng)各種因素都要(yao)在有效滿足工(gōng)業生産可靠運(yùn)行的前提下，進(jìn)行*的經濟選型(xing)。
        電磁流量計目(mù)前常用的德國(guo)E＋H、科隆、日本橫河(he)等公司産品🧑🏽‍🤝‍🧑🏻均(jun)價格不菲，以DN200mm管(guǎn)徑爲例，價格一(yī)般在2萬元左右(you)，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(yīng)增加。而像國内(nèi)比較的北京中(zhōng)瑞能、上海光華(hua)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼、四川川儀等生(sheng)産的🙇‍♀️電磁流量(liang)計産品，精度上(shàng)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(chang)用的進口品牌(pai)有美國麗聲POLYSONLCSDCT7088系(xì)列、迪納聲DYNASONISERIES901系列(liè)、日本橫河、英國(guó)MICRONES，固定式價格一(yī)般在3～5萬元之間(jiān)。在國内，像廣州(zhou)怡文、開封儀表(biǎo)、上海肯特等所(suǒ)生産的産品在(zai)工程應用上也(ye)很廣泛，與國📞外(wai)的産品👨‍❤️‍👨在成本(ben)方面有很大☔的(de)競争優勢。
       V錐流(liú)量計中的V錐由(you)于用料多、加工(gong)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(nei)使用還不廣泛(fàn)，因成本關系還(hai)不能取代其它(tā)流量計。
3 結論       由(yóu)于污水具有流(liu)量變化大、含有(yǒu)雜質、具有一定(dìng)的導💘電能力和(he)腐蝕性的特點(dian)，對可靠、測量造(zào)成了很大的困(kun)難。通過對以上(shàng)幾種流量計的(de)分析、比較，在污(wu)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(jīng)度和可靠的要(yao)❤️求，必須深入了(le)解、分析各㊙️流量(liang)計的性能和特(te)點以及被測污(wu)水水質條件，才(cái)能選擇合适🈚型(xing)号的流量計。