污水流量監(jian)測中流量計該如(ru)何選擇

摘 要：由于(yú)污水具有流量變(bian)化大、含有雜質、具(jù)有導電性和腐蝕(shí)性的特點，導緻其(qi)流量計的選擇比(bi)較複雜。從被測對(dui)象、流量計性能、安(an)裝條件、使用環境(jìng)、經濟成本等方面(mian)，對電磁流量計、超(chao)聲波流量計、V錐👈流(liu)量計進行了對比(bi)分析，爲污水流量(liàng)監測過程中流量(liàng)計的合理選用提(ti)供參考。關鍵字：污(wū)水 流量監測 電磁(cí)流量計☔ 超聲波流(liú)量計 V錐流量計
        流(liú)量計是少數幾種(zhǒng)使用比制造困難(nan)的儀器儀表之一(yī)，主要是✉️因爲流量(liàng)計種類繁多，各有(you)特點，加上被測對(duì)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(yǒu)一定的導電性，同(tong)時選型又涉及許(xu)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(li)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(liàng)計的介紹，根據實(shí)際的應用情況，說(shuo)明污水流量監測(ce)過程中如何合理(lǐ)選用不同的流量(liang)計。

  1 流量監測中幾(ji)種常用的流量計(ji)
   1.1 電磁流量計        電磁(ci)流量計是根據法(fǎ)拉第電磁感應⁉️定(dìng)✌️律制成的一種測(ce)量導電液體體積(ji)流量的儀表👄。由于(yu)其*的優點，目前被(bèi)廣泛地應用于酸(suān)、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(gong)💃🏻業中的漿液流量(liang)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(bō)流量計是通過檢(jian)測流體流❤️動對超(chao)聲束（或超聲脈沖(chong)）的作用以測量流(liu)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(wei)差法、多普勒法。時(shí)🤞間差法、多普勒法(fa)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(tōng)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(yǒu)較突出的優點，近(jin)年來它是發展迅(xun)速的流量計類型(xing)之一。
        超聲波流量(liang)計的特點是可做(zuo)非接觸式測量，爲(wei)無流動阻撓測🐆量(liang)，無壓力損失，可測(ce)量非導電性液體(ti)，對無阻撓測量☂️的(de)電💰磁流量計是一(yī)種補充。時差法超(chāo)聲波流量計是目(mù)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(zhǔn)确度和💔可靠性有(you)🍓了很大的提高。尤(yóu)其是時間測量技(jì)術的發展，時差分(fèn)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(shui)擴展到循環水、污(wū)水、重油、原油、成品(pǐn)油🏃‍♂️以及空氣、天然(ran)氣等😍多種介質。但(dan)有較多👉氣泡或懸(xuán)浮物的液體會阻(zu)礙聲脈沖的☀️正常(chang)傳播，導緻🧑🏽‍🤝‍🧑🏻不能正(zhèng)常測量，所以超聲(shēng)波流💜量計更适于(yú)測量純淨液體。
        多(duo)普勒法超聲波流(liu)量計一般要求流(liu)體内有足夠大的(de)散射體存在，而且(qie)還得是連續的。通(tōng)常情況下，散射體(ti)的速度💜與流體的(de)🆚速度有明顯的滑(huá)差，要求流體流動(dong)的速度必須比粒(lì)子産生沉澱的臨(lín)界速度大很多💁，另(ling)外測得的速度隻(zhi)是散射體相遇點(dian)的🥰速度值，因此，測(ce)量的速度值對流(liú)速分🈲布和流态有(you)很大的依賴性，也(yě)就是說直管段的(de)長度要求很長💚，需(xu)在20倍管徑以上。所(suǒ)以，多普勒法超聲(sheng)波流量計的應✔️用(yòng)有一定的局限性(xìng)，較多應用于生👌活(huo)📧污水、工業廢水、啤(pí)酒飲料等介質的(de)測量🈲，通常不适用(yong)于🈚非常💃清潔的流(liu)體測量。
  1.3 V錐流量計(ji)        V錐流量計是一種(zhǒng)新穎的差壓式流(liu)量計，利用一個V形(xíng)錐體在流場中産(chǎn)生的節流效應來(lai)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(neng)增加，而被加速處(chu)流體的靜壓力反(fan)而會被🌈降低。壓降(jiang)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(liang)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(shì)流量計之精華的(de)結晶，它的節流緣(yuan)是鈍角，流💃動時形(xing)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼成邊界層，使流體(ti)離開了節流緣。邊(bian)界🔴層效應使肮髒(zang)流體不能磨損節(jie)流緣，其β值（等效直(zhi)徑比）長期不變🛀，是(shi)一種接近理想狀(zhuàng)态的🏒節流裝置，具(ju)有長期的穩定性(xìng)。适用于各種氣體(tǐ)和液體、煤氣🍉、各種(zhong)髒污氣體介質、直(zhí)管💘段不足的場所(suǒ)和對精度要求高(gāo)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(yǒu)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(she)計之前，我們應該(gāi)首先明确被測對(dui)象，然後再綜合考(kǎo)慮儀表性能🏃‍♀️、安裝(zhuang)條件、環境條件和(he)經濟因素這幾方(fāng)面因素。
 2.1 明确被測(cè)對象        被測對象就(jiu)是工業廢水，工業(yè)廢水含有大量的(de)雜質，有一定的導(dao)電性和腐蝕性。那(na)麽哪一種更适合(he)⛱️這類水質的測量(liàng)呢？電磁流量計适(shi)合測量導電液體(ti)（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(liang)計隻能正常測量(liàng)雜質含量相對穩(wěn)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(zu)要求。當雷諾數無(wú)限制地下降時，V錐(zhuī)流量計的流出🚶系(xì)數随着雷諾數的(de)減小而減小，其不(bu)确定度将增加。在(zài)高壓的場合，V錐流(liú)量計使用有局限(xian)性，因爲錐體負壓(ya)管的結構在承受(shòu)高壓的情‼️況下會(hui)發生脫落，導緻事(shi)故的發生，選型應(yīng)注意。
2.2 流量計性能(néng)方面
        在選用某種(zhong)流量計時，首先應(ying)綜合考慮該種流(liú)量計🏒的精度、重複(fu)性、線性度、量程比(bi)、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(chuan)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(bú)會引起任何附加(jia)的壓力損失，是流(liu)量計中耗能zui低的(de)流量儀表♊之一。電(dian)磁流量計的量程(chéng)範圍🐕極寬，并且在(zai)測量過👅程中不受(shou)被測介質的溫度(dù)、粘度、一定範圍内(nei)電導率的影響，反(fan)應靈敏，可提供選(xuǎn)擇的口徑範圍極(ji)寬，從幾mm到3m都可以(yǐ)滿足，選擇電磁口(kǒu)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(chāo)聲波流量計是一(yī)種非接觸式的測(cè)量儀表，沒有機🏃🏻‍♂️械(xiè)傳動部🥵件，通道内(nèi)也沒有阻礙件，無(wu)壓力損失，能量損(sun)失小，測量精度不(bú)高。V錐流量計是一(yī)種具有*性能的新(xīn)型流量計，具有高(gao)精度、高穩💘定性，量(liàng)程比較寬，而且重(zhòng)複性好（≤0.1%），準确度高(gāo)（≤0.5%）。因爲它是靠節流(liu)效🚶應來測量壓差(cha)的，所以有🌏一定壓(ya)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(yu)安裝出現了問題(ti)。
        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(qian)、後需有直管段，一(yi)般的要求是前直(zhí)管段大于⛹🏻‍♀️等于5D，後(hou)直⭐管段大于等于(yú)3D。電磁流量計安裝(zhuang)時應保證滿管流(liú)，不能安裝在管道(dao)zui高點。儀表井内安(an)裝的電磁流量計(ji)傳感器防護🔞等級(ji)應爲IP68。
        超聲波流量(liàng)計的安裝對前、後(hòu)直管段的要求比(bǐ)較高🔴，安裝位置✔️至(zhi)少要有15D的直管段(duan)長度，不能受振動(dong)的影響，否則測量(liàng)不。
        V錐流量計的安(an)裝使用非常方便(biàn)，安裝方式靈活，可(kě)選⭐管道法蘭式、直(zhí)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(duan)小于或等于🍉1D就可(kě)以滿足要求。當測(cè)量髒污介質時，應(ying)合理選擇🙇🏻V錐流量(liàng)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(mian)主要是考慮周圍(wei)溫度、濕度、安全因(yin)素、信号調節及變(bian)♉送、壓力、大氣及電(diàn)子幹擾等對流量(liang)計性能穩定方面(mian)的影🌈響。安裝時都(dou)應盡量避開大電(diàn)機、大變壓器等，以(yǐ)防引入電磁幹擾(rǎo)。
        電磁流量計的環(huán)境溫度一般在－30～80 ℃ ，對相對濕度的(de)要求在5%～95%之間，大氣(qi)壓力爲86～106kPa；超聲波流(liu)量計對環境溫度(dù)的要求爲：轉換器(qi)是－10～45 ℃ 、傳感器是(shi)－30～60 ℃ （常溫型）和－30～160 ℃ （高溫型）；而V錐流(liú)量計環境溫度在(zai)－25~60 ℃ 範圍内，一體(tǐ)型結構溫度還受(shòu)制于電子元器件(jiàn)，範圍要窄些，環境(jing)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(zhang)期可靠運行之間(jian)綜合♻️考慮，例如購(gòu)買費用、安裝費用(yong)、操作費用、維🆚護費(fèi)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(liàng)計目前常用的德(de)國E＋H、科隆、日本橫河(hé)等公司産品均價(jia)🔴格不菲，以DN200mm管徑爲(wei)例，價格一般在2萬(wàn)元左右，但随着被(bei)測管徑的🈲增大和(he)抗腐蝕性的要求(qiú)🌈，價格也會相應增(zēng)加。而像國内比較(jiào)的北京中瑞能、上(shang)海光華、四川川儀(yí)等生産的🔱電磁流(liú)量計産品，精🌂度上(shang)也有了很大的提(ti)高，并且價格方面(mian)也有很大🚶‍♀️的優勢(shi)。
       超聲波流量計目(mu)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(rì)本橫河、英國MICRONES，固定(dìng)式價格一般在3～5萬(wàn)🌂元之間。在🍓國内，像(xiang)廣州怡文、開封儀(yi)表、上海肯🔞特等所(suǒ)🔞生産的産品在工(gong)程應用上也很廣(guǎng)泛，與國外的産品(pǐn)❓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(shǐ)得其售價較高，在(zai)國内使用還不🐪廣(guǎng)泛，因成🥰本關系還(hái)不能取代其它流(liu)量計。
3 結論       由于污(wu)水具有流量變化(hua)大、含有雜質、具有(yǒu)一定的🈲導電能力(li)和腐蝕性的特點(dian)，對可靠、測量造成(cheng)了很大的困難。通(tōng)過對以上幾種流(liú)量計的分析、比較(jiao)，在污🌈水流量🈲測量(liàng)過程中，電👄磁流量(liàng)計的綜合性能較(jiao)好。要想使污水流(liu)量的測量和控制(zhi)達到精度和可靠(kào)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(shuǐ)質條件，才能選擇(ze)合适型号的流👨‍❤️‍👨量(liang)計。