污水流(liú)量監測中流量(liàng)計該如何選擇(zé)

摘 要：由于污水(shui)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(dǎo)緻其流量計的(de)選擇比較複雜(zá)。從被測對象、流(liu)量計性能、安裝(zhuāng)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(liang)計、V錐流量計進(jin)💋行了對比‼️分析(xī)，爲污🐉水流量監(jiān)測過程中流量(liàng)計的合理選用(yong)提供參考。關鍵(jiàn)字：污水 流量監(jian)☂️測 電磁流量計(jì) 超聲波流量計(ji) V錐流量計
        流量(liang)計是少數幾種(zhong)使用比制造困(kùn)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(diǎn)，加上🈲被測對象(xiang)又是😄污水，特别(bié)是未經處理的(de)污水，不但具有(yǒu)強腐蝕性，而且(qie)還含有大✌️量的(de)雜質，具有一定(dìng)的導電性😄，同時(shi)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(shang)👅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(neng)保證流量計的(de)選型更加合理(lǐ)。本文通過幾種(zhong)常用流量計的(de)介紹，根據✔️實際(ji)的應用情況，說(shuo)明污水流💯量監(jian)測過程中如何(hé)合理選用不同(tóng)的流量計。

  1 流量(liàng)監測中幾種常(chang)用的流量計
   1.1 電(diàn)磁流量計        電磁(cí)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(dian)液體體積流量(liàng)的儀表。由于其(qi)*的優點，目前被(bèi)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(yè)中的漿液流量(liang)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(ji)是通過檢測流(liu)體流動對超聲(sheng)🧡束（或超聲脈沖(chòng)）的作用以測量(liàng)流量的儀表。超(chao)聲波流量計的(de)測量方法很多(duo)，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(sheng)波流量計和電(diàn)磁流量計一樣(yàng)，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(kùn)難的問題🥵，特别(bié)在大口徑流量(liang)測量方面有較(jiao)突😘出的優點，近(jìn)年🛀來它是發展(zhǎn)迅☁️速的流量計(ji)💃🏻類型之一。
        超聲(shēng)波流量計的特(te)點是可做非接(jiē)觸式測量，爲無(wu)流動♍阻撓測量(liàng)，無壓力損失，可(kě)測量非導電性(xing)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(mù)前應用zui廣泛的(de)。随着CPU、信号處理(li)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(qí)是時間測量技(ji)👨‍❤️‍👨術的發展，時差(cha)分辨力提⛱️高了(le)，解決了📱小口徑(jìng)、低流速測量難(nan)的問題。應👣用領(lǐng)🌈域也從淨水擴(kuò)展到循環水、污(wu)水、重油、原油、成(cheng)品油以及空氣(qi)、天然氣等🥵多種(zhǒng)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(néng)☁️正常測量，所以(yi)超聲波流🌐量計(ji)更适于測🏒量純(chún)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(zài)，而且還得是連(lian)續的。通常情況(kuang)下👌，散射體的速(sù)度與流體的速(su)度有明顯的滑(hua)差，要求流體流(liu)✌️動的速度必須(xū)🏃🏻‍♂️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(shi)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(shì)說直管段的長(zhǎng)度要求很長，需(xu)在20倍管徑以上(shàng)😘。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(pi)酒🏃‍♀️飲料等介質(zhì)的測量🌏，通常不(bú)适用于非常⁉️清(qīng)潔的流體測量(liang)。
  1.3 V錐流量計        V錐流(liu)量計是一種新(xīn)穎的差壓式流(liu)量計，利用♍一個(ge)V形錐體在流場(chǎng)中産生的節流(liu)效應來測量流(liú)量，如果流體通(tong)過一個節流元(yuan)件時，流速會加(jia)快，從而會使動(dong)能增加，而被加(jiā)速處流體的靜(jìng)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(qí)它條件不變的(de)情況下，壓降會(hui)⛱️随流速的增🌂加(jiā)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(gai)變了🥵節流的布(bu)局，使它從中心(xin)孔節流變成環(huán)狀節流，V錐流量(liang)計是集差壓式(shi)流量計之精華(huá)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(jiè)層效應使肮髒(zāng)流體不能磨損(sun)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(xìng)。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(bu)足的場所和對(duì)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(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(xuan)型設計        在進行(hang)流量計的選型(xing)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(yi)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(que)被測對象        被測(cè)對象就是工業(yè)廢水，工業廢水(shui)含有大㊙️量的🌈雜(za)質，有一定的導(dao)電性和腐蝕性(xing)。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(cè)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(yào)求十分苛刻，像(xiang)多普勒法⭐超聲(shēng)波流量計隻能(néng)正常測量雜質(zhi)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(shù)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(xiǎo)而減小，其不确(que)定度将增加。在(zài)高壓的場合，V錐(zhuī)流量計使用有(you)🔅局限性，因爲錐(zhuī)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(shi)故的發生，選型(xíng)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(he)考慮該種流量(liàng)計的精度、重複(fu)性、線性度、量程(chéng)比、壓力損失、輸(shu)出信号特性、響(xiǎng)應時間、不可測(ce)性等因素。
        電磁(cí)流量計的傳感(gan)器結構簡單，測(ce)量管内沒有任(rèn)何阻礙介質流(liu)動的節流部件(jiàn)，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(guò)程中不受㊙️被測(ce)介質的溫度、粘(zhān)度、一定範圍内(nei)電導☁️率的影響(xiang)，反應靈敏，可提(tí)供選擇的口徑(jing)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(xiao)于0.5m/s。
        超聲波流量(liàng)計是一種非接(jiē)觸式的測量儀(yí)表，沒有機械傳(chuán)動♋部件，通道内(nèi)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(liú)量計是一種具(ju)有*性能的新型(xíng)流量計，具有高(gāo)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(tā)是♌靠節流效應(yīng)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(zhuāng)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(chu)）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(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(ān)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(deng)級應爲IP68。
        超聲波(bo)流量計的安裝(zhuang)對前、後直管段(duan)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(liang)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(guǎn)式，所需的直管(guan)段很短，前直⭕管(guan)段小于或等于(yu)3D，後直管段小于(yu)或等于1D就可以(yǐ)滿足要求。當測(cè)量髒污📱介質時(shí)，應合理選擇V錐(zhui)流量計取壓方(fang)式，避免測量管(guan)線堵塞。
2.4 環境方(fāng)面
        環境方面主(zhu)要是考慮周圍(wei)溫度、濕度、安全(quan)因素、信号調節(jiē)及🐆變送、壓力、大(dà)氣及電子幹擾(rǎo)等對流量計性(xing)能穩定方面的(de)影響。安✔️裝時都(dōu)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(wēn)度一般在－30～80 ℃ ，對相對濕度的(de)要求在5%～95%之間，大(da)氣壓力爲86～106kPa；超聲(sheng)波流量計對環(huán)‼️境溫度的要求(qiú)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(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(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(qi)投資和長期可(kě)靠運行之間綜(zong)合🛀🏻考慮，例如購(gòu)買費用、安裝費(fèi)用、操作費用、維(wei)護費用、校驗費(fèi)♋用、流量計壽命(mìng)、備件及消費品(pin)、可靠性方面等(deng)各種因素都💘要(yao)在有👄效滿足‼️工(gong)業生産可靠運(yùn)行的前提下，進(jìn)行*的經濟選型(xíng)。
        電磁流量計目(mu)前常用的德國(guó)E＋H、科隆、日本橫河(hé)等公🐕司産品均(jun)價格不菲，以DN200mm管(guan)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(zhong)瑞能🌂、上海光華(huá)、四川川儀等生(shēng)産的電磁流量(liàng)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(bo)流量計目前常(chang)用的進口品牌(pai)有美國麗聲POLYSONLCSDCT7088系(xi)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(jian)。在國内㊙️，像廣州(zhōu)怡文、開封儀表(biao)、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(wài)的産品在成本(běn)方面有很大的(de)競争優勢。
       V錐流(liu)量計中的V錐由(you)于用料多、加工(gōng)工藝複雜、标定(dìng)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(fan)，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(liú)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(dian)，對可靠、測量造(zao)成了很大的困(kun)難。通過🎯對以🍓上(shang)幾種流量計的(de)分析、比💛較，在污(wu)水流量測量過(guò)☔程中，電磁流量(liàng)💛計的綜合性能(neng)較好。要🈲想使污(wū)水流量的測量(liàng)和控制達到精(jing)度和可靠的要(yào)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(cai)能選擇合适型(xíng)号的流量計。