污(wu)水流量監測(ce)中流量計該(gāi)如何選擇

摘(zhai) 要：由于污水(shuǐ)具有流量變(biàn)化大、含有雜(za)質、具有導電(diàn)性❌和🌍腐💚蝕性(xìng)的特點，導緻(zhi)其流量計的(de)選擇比較👈複(fú)雜。從被測對(dui)⚽象、流☀️量計💃🏻性(xìng)能、安裝條件(jiàn)、使用環境、經(jīng)濟成本等方(fāng)面，對電磁流(liu)量計、超聲❄️波(bo)流量計、V錐流(liú)量計進㊙️行了(le)對比分析，爲(wei)污水流量監(jiān)🛀🏻測過程中🔞流(liú)量計的合🈲理(lǐ)選用提供參(cān)考。關鍵字：污(wū)水 流量監測(ce) 電磁流量計(ji) 超聲波流量(liàng)計 V錐流量計(jì)
        流量計是少(shao)數幾種使用(yong)比制造困難(nán)的儀器儀表(biǎo)之一，主要是(shi)因爲流量計(ji)種類繁多，各(gè)有特點，加上(shang)被測對象♋又(you)是污水，特别(bie)是未經處理(lǐ)的污水，不但(dàn)具有強腐蝕(shi)性💞，而且還含(hán)有大量的雜(za)質，具有一定(dìng)的導電性，同(tong)時選型又涉(she)及許多技術(shu)問題和經濟(jì)🌂因素。因此，要(yào)做到技術上(shang)可行，經濟上(shàng)合理，必須對(duì)🔞各流量計的(de)性能特點和(hé)工作原理有(you)所了解♈，才能(neng)保證流量計(jì)的選🔅型更加(jia)💛合理。本文通(tong)過幾種常用(yòng)流量計的介(jie)紹，根據☁️實際(jì)的應用情況(kuang)，說明污水流(liú)量監測過👨‍❤️‍👨程(cheng)中如何合理(li)選用不同的(de)流量計。

  1 流量(liang)監測中幾種(zhǒng)常用的流量(liang)計
   1.1 電磁流量(liàng)計        電磁流量(liang)計是根據法(fa)拉第電磁感(gǎn)應定律制成(cheng)的一種測量(liang)導電液體體(tǐ)積流量的儀(yi)表💃🏻。由于♌其*的(de)優點，目前🔅被(bei)廣泛地應用(yòng)于酸、堿、鹽等(deng)腐🏃🏻蝕性介質(zhì)，易燃易爆介(jiè)質，污水處理(li)以及化工、醫(yī)藥、食品等工(gong)業中的漿液(yè)流量的❤️測量(liang)，并形成了*的(de)應🏃用領域。
  1.2 超(chao)聲波流量計(ji)        超聲波流量(liàng)計是通過檢(jian)測流體流⛹🏻‍♀️動(dong)對⭐超聲束🍓（或(huò)超聲脈沖）的(de)作用以測量(liang)流量的儀表(biao)。超聲波流量(liang)計的測量方(fang)法很多，有時(shí)間差法、頻率(lǜ)差法、相位差(cha)法、多普勒法(fǎ)。時間差法、多(duo)普勒法是應(yīng)用zui多的測量(liang)原理。
        超聲波(bo)流量計和電(diàn)磁流量計一(yī)樣，因儀表流(liú)通通道未設(she)置任何阻礙(ài)件，均屬*流量(liàng)計，适用于解(jiě)決流量測量(liang)困難的問題(ti)，特别在大口(kou)徑流量測量(liang)方面有較突(tū)😍出的優點，近(jin)年來它是發(fā)展迅速的流(liú)量計類型之(zhi)一。
        超聲波流(liú)量計的特點(dian)是可做非接(jie)觸式測量，爲(wei)無流🌈動阻撓(nao)🌐測☀️量，無壓力(lì)損失，可測量(liàng)非導電性液(ye)體，對無阻撓(náo)測量的電磁(cí)流量計是一(yī)種補充。時差(chà)法超聲波流(liú)量計🚶‍♀️是目前(qian)應用zui廣泛的(de)。随着CPU、信号處(chù)理技術的發(fa)展，測量的準(zhǔn)确度和🆚可靠(kao)性有了很大(dà)的提高。尤其(qí)是時間測量(liang)技術的發展(zhan)，時差分辨力(li)提🛀🏻高了，解決(jue)了小口徑、低(di)流速測量難(nan)的問題。應🏃用(yòng)領域也從淨(jing)水擴展到循(xun)環水、污水、重(zhòng)油、原油、成品(pǐn)油😘以及空氣(qì)、天然氣等多(duo)種介質。但有(you)較多氣泡或(huo)懸浮物的液(ye)體會阻礙聲(sheng)脈沖的正常(cháng)傳播，導緻💃🏻不(bu)能🤟正常測量(liang)，所以超聲波(bō)流量計更适(shì)于測量純淨(jing)液🌈體。
        多普勒(le)法超聲波流(liu)量計一般要(yao)求流體内有(yǒu)足夠大🚩的散(sàn)👈射♉體🐆存在，而(ér)且還得是連(lian)續的。通常情(qíng)況下，散射體(tǐ)的😘速度與流(liu)體的速度有(yǒu)明顯的滑差(cha)，要求流體流(liu)動的速度必(bì)須比粒子産(chǎn)生沉💃澱的臨(lin)界速度大很(hěn)多，另外測得(de)的速度隻是(shì)散射體相遇(yu)點的速度值(zhí)，因此🧡，測量的(de)速度值對流(liu)速分布和流(liu)态有很大的(de)依賴‼️性🐉，也就(jiu)是說直管段(duàn)的長度要求(qiu)很長💜，需在20倍(bei)管徑以上。所(suǒ)以，多普勒法(fǎ)超✏️聲波流量(liàng)計的⛷️應用有(yǒu)一定的局限(xiàn)🌈性，較多應用(yong)于生活✏️污水(shui)、工業廢水、啤(pí)酒飲料等介(jiè)質的測量💯，通(tōng)常不适用于(yu)🚩非常✏️清潔的(de)流體測量。
  1.3 V錐(zhui)流量計        V錐流(liu)量計是一種(zhǒng)新穎的差壓(yā)式流量計，利(li)用一個V形錐(zhui)體在流場中(zhōng)産生的節流(liú)效應來測量(liàng)流量，如果流(liu)體通過一個(gè)節流元件時(shi)，流速會加快(kuai)，從而會使動(dong)能增加，而被(bei)加速處流體(tǐ)的靜壓力反(fan)而會被❌降低(di)。壓降的大小(xiao)與流體的流(liú)速具有一定(dìng)的函數關系(xì)，在其它條❗件(jiàn)不變的情況(kuàng)下，壓降會随(suí)流速的增加(jia)而增加，随流(liu)速的減小而(ér)減小。
        V錐體流(liú)量計和其它(tā)節流式流量(liàng)計不同，它改(gǎi)變了節🔱流的(de)布局，使它從(cóng)中心孔節流(liú)變成環狀節(jie)流，V錐流量計(jì)是集差🏃🏻壓式(shì)流量計之精(jing)華的結晶，它(tā)的節流緣是(shi)鈍角，流動時(shí)形成邊界層(ceng)，使流體離開(kai)了節流緣。邊(biān)界層效應使(shǐ)肮髒流體❌不(bú)能磨損節流(liu)緣，其💚β值（等效(xiao)直徑比）長期(qi)不變，是一種(zhong)接近理想狀(zhuàng)态的節流裝(zhuang)置，具有長期(qī)的穩定性。适(shì)用于各種氣(qi)☔體和液體、煤(méi)氣🛀🏻、各種髒污(wu)氣體介質、直(zhi)管🌈段不足的(de)場所和對精(jīng)度要求高的(de)地方。由于經(jing)濟成本🚩和該(gāi)儀表還沒有(yǒu)标準或國家(jiā)标準，因此，還(hái)沒有得到大(dà)力的推廣和(he)應用。
2 流量計(ji)的選型設計(ji)        在進行流量(liang)計的選型設(shè)計之前，我們(men)應該🆚首先明(míng)确被測對象(xiang)，然後再綜合(hé)考慮儀表性(xìng)能、安裝條件(jiàn)👨‍❤️‍👨、環境👨‍❤️‍👨條件和(hé)經濟因素這(zhè)幾方面因素(su)。
 2.1 明确被測對(duì)象        被測對象(xiàng)就是工業廢(fèi)水，工業廢水(shui)含有大量的(de)🈚雜質，有一定(ding)的導電性和(hé)腐蝕性。那麽(me)哪一種更🥰适(shi)合🈲這類水質(zhi)的測量呢？電(diàn)磁流量計适(shi)合測量⭐導電(diàn)液體（電導率(lǜ)≥5μS/cm）的流㊙️量，應根(gēn)據被測介質(zhi)物性、管道❗材(cái)質，合理👄選擇(ze)電極形式、電(dian)極材質、襯裏(li)✨材質、接地方(fāng)式、防護等級(jí)。
        超聲波流量(liàng)計對被測介(jiè)質要求十分(fen)苛刻，像多普(pǔ)勒法超❄️聲波(bo)流量計隻能(neng)正常測量雜(za)質含量相對(dui)穩定的流體(ti)，而時間差法(fǎ)流量計主要(yào)用來測量潔(jié)淨的流🛀🏻體。
        V錐(zhui)流量計适用(yòng)于髒污的流(liu)體測量，但前(qian)提條件是雷(léi)💯諾數應滿💋足(zu)要求。當雷諾(nuo)數無限制地(dì)下降時，V錐流(liu)量計的♈流出(chu)系數随着雷(lei)諾數的減小(xiǎo)而減小，其不(bú)确定🌏度将增(zeng)加。在高☂️壓的(de)場合，V錐流量(liàng)計使用有♊局(ju)限性，因爲錐(zhui)體負壓管的(de)結構在承受(shou)🛀🏻高壓的情✊況(kuang)下會發生脫(tuō)落，導緻事故(gu)的發生，選型(xing)應注意。
2.2 流量(liang)計性能方面(mian)
        在選用某種(zhong)流量計時，首(shǒu)先應綜合考(kǎo)慮該種流量(liang)計的精度、重(zhong)複性、線性度(du)、量程比、壓力(li)損失、輸出信(xin)号特性、響應(ying)時間、不可測(cè)性等因素。
        電(diàn)磁流量計的(de)傳感器結構(gou)簡單，測量管(guan)内沒有任何(he)阻礙介質流(liu)動的節流部(bu)件，所以不會(hui)引起任何附(fu)加的壓力損(sǔn)失，是流量計(jì)中耗能zui低的(de)流量儀表之(zhi)一。電磁流量(liàng)計的量程範(fan)圍極寬，并且(qiě)在測量過程(cheng)中不受被測(ce)介質的溫度(dù)、粘度、一定範(fàn)圍内電導率(lü)的影響，反❗應(ying)靈敏，可提供(gòng)選擇的口徑(jìng)範圍極寬，從(cong)幾mm到3m都可以(yi)🌍滿足，選擇電(diàn)磁口徑時應(ying)保證zui小流量(liang)工況下被測(ce)介質流速🐪不(bú)小于0.5m/s。
        超聲波(bō)流量計是一(yi)種非接觸式(shi)的測量儀表(biao)，沒有機械傳(chuan)動部件，通道(dào)内也沒有阻(zǔ)礙件，無壓力(lì)損失，能量損(sǔn)失小，測量精(jing)度不♌高。V錐流(liu)量計是一種(zhǒng)具有㊙️*性能的(de)㊙️新型流量計(ji)，具有高精✌️度(dù)、高穩定性，量(liàng)程比較寬，而(er)且♋重複性好(hǎo)（≤0.1%），準确度高（≤0.5%）。因(yīn)爲它是靠節(jiē)流效應來測(ce)量壓差的，所(suo)以有一定壓(yā)損。
  2.3 安裝條件(jiàn)方面      許多流(liu)量計在運行(háng)過程中存在(zai)問題，大部分(fèn)🔞是由于安裝(zhuang)出現了問題(tí)。
        電磁流量計(jì)水平、垂直（下(xià)進上出）、傾斜(xié)（底進頂出）安(an)👌裝都可以，但(dan)要求前、後需(xu)有直管段，一(yi)般的要求是(shì)前直管段🈲大(dà)于🧑🏾‍🤝‍🧑🏼等于5D，後直(zhi)管段大于等(děng)于3D。電磁流量(liang)計安裝🌈時應(ying)保證滿管流(liú)，不能🐕安裝在(zai)管道zui高點。儀(yi)表井内安裝(zhuang)的電磁流量(liang)計傳感器防(fáng)護等級應爲(wèi)IP68。
        超聲波流量(liàng)計的安裝對(duì)前、後直管段(duan)的要求比較(jiao)高，安裝位置(zhì)至少要有15D的(de)直管段長度(dù)，不能受振動(dòng)的影響，否🤟則(ze)測量不。
        V錐流(liú)量計的安裝(zhuāng)使用非常方(fāng)便，安裝方式(shi)靈活，可選管(guan)道法蘭式、直(zhí)接焊接式、方(fang)管式，所需的(de)直管段很短(duǎn)，前直管段小(xiǎo)于🥵或等于3D，後(hou)直管段小于(yú)或等于1D就可(ke)以滿足要求(qiú)。當測量髒污(wu)介質時，應合(he)理選擇V錐流(liú)量計取壓方(fang)式🈚，避免測量(liàng)管線堵塞。
2.4 環(huan)境方面
        環境(jìng)方面主要是(shi)考慮周圍溫(wen)度、濕度、安全(quán)因素、信号調(diao)節及😄變送、壓(yā)力、大氣及電(diàn)子幹擾等對(duì)流量計性能(néng)穩定⛱️方面的(de)影響。安裝時(shí)都應盡量避(bì)開大電機、大(dà)變壓器等💯，以(yi)防引入電磁(ci)幹擾。
        電磁流(liú)量計的環境(jing)溫度一般在(zài)－30～80 ℃ ，對相對(duì)濕度的要求(qiu)在5%～95%之間，大氣(qi)壓力爲86～106kPa；超聲(shēng)波流量計💘對(dui)環境❌溫度的(de)要求爲：轉換(huan)器是－10～45 ℃ 、傳(chuán)感器是－30～60 ℃ （常溫型）和－30～160 ℃ （高溫型）；而(er)V錐流量計環(huan)境溫度在－25~60 ℃ 範圍内，一(yī)體型結構溫(wen)度還受制于(yu)電子元器件(jiàn)，範圍要窄🏃🏻‍♂️些(xie)❌，環境相對濕(shi)度在10%～90%範圍内(nèi)。
2.5 經濟成本方(fāng)面
        流量計的(de)選擇要在初(chū)期投資和長(zhang)期可靠運行(hang)之間綜合考(kǎo)慮，例如購買(mai)費用、安裝費(fèi)用、操作費用(yòng)、維☂️護費用、校(xiào)驗費用、流量(liang)計⚽壽命、備件(jiàn)及消費品、可(kě)靠性方面等(deng)各種因素都(dou)要在有效滿(man)足工業生産(chan)可靠運行的(de)前提下，進行(háng)*的經濟選型(xíng)。
        電磁流量計(jì)目前常用的(de)德國E＋H、科隆、日(rì)本橫河等公(gong)司産品均價(jià)格不菲，以DN200mm管(guan)徑爲例，價格(gé)一般在2萬元(yuán)左右，但随着(zhe)被測管徑的(de)🥵增大和抗腐(fu)蝕性的要求(qiu)，價格也會相(xiàng)應增加。而像(xiàng)國内比較的(de)北京中瑞能(neng)、上海光華、四(sì)川川儀等生(shēng)産的✍️電磁流(liú)量🆚計産品，精(jīng)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻度上也有了(le)很大的提高(gāo)，并且價格方(fāng)面也有很大(dà)的優勢。
       超聲(sheng)波流量計目(mu)前常用的進(jin)口品牌有美(mei)國麗聲POLYSONLCSDCT7088系列(liè)、迪納聲DYNASONISERIES901系列(lie)、日本橫河、英(ying)國MICRONES，固定式價(jià)格一般🏃‍♀️在3～5萬(wàn)元之間。在國(guo)内，像廣州怡(yi)文、開封儀表(biǎo)、上海肯特等(děng)所生産的👣産(chǎn)品在工程應(ying)用上也很廣(guang)泛，與國👈外的(de)産品在成本(běn)方面有很大(da)💛的競争優勢(shi)。
       V錐流量計中(zhōng)的V錐由于用(yong)料多、加工工(gōng)藝複雜、标定(ding)🙇🏻費用高、基本(ben)👈上依賴，使得(de)其售價較高(gāo)，在國内使用(yong)還不廣泛，因(yin)成本關系還(hái)不能取代其(qi)它流量計。
3 結(jié)論       由于污水(shuǐ)具有流量變(bian)化大、含有雜(za)質、具有一定(ding)🔱的導電能力(li)和腐蝕性的(de)特點，對可靠(kào)、測量造成了(le)很大的困難(nan)🏃🏻。通過🈚對以上(shàng)幾種流量計(ji)的分析、比較(jiào)，在污水流量(liàng)測量過程中(zhong)，電磁流量計(ji)的綜合性能(neng)較好。要想使(shi)污水流量的(de)測量和控制(zhì)‼️達到精度和(hé)可靠的要求(qiu)，必須深入了(le)解、分析各流(liú)量計的性能(neng)和特點以及(jí)被測污水水(shui)質條件，才能(neng)選擇合适型(xing)号的流💔量計(ji)。