污水流(liú)量監測中流量(liàng)計該如何選擇(zé)

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(dǎo)緻其流量計的(de)選擇比較複雜(zá)🚶。從被測對象、流(liú)量計性能、安裝(zhuang)條件、使用環境(jing)❤️、經濟成本等方(fang)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(liang)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(jì) 超聲波流量計(ji) V錐流量計
        流量(liàng)計是少數幾種(zhǒng)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(lei)繁多，各有特點(dian)，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(yǒu)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(hé)經濟💜因素。因此(ci)，要做到技術上(shang)可行，經濟上合(hé)理，必須對各流(liu)量計的🚩性能特(tè)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(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(diàn)磁流量計        電磁(ci)流量計是根據(ju)法拉第電磁感(gan)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(yú)酸、堿、鹽等腐蝕(shí)性介🏃🏻質，易燃🔞易(yì)爆介質，污水處(chu)理以及化工、醫(yī)藥、食品等工💯業(yè)中的漿液流量(liàng)的測量，并形成(chéng)了*的應🛀🏻用領域(yù)。
  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(chong)）的作用以測量(liang)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(chà)法、多普勒法。時(shí)間差法、多普勒(lè)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(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(kùn)難的問題👈，特别(bie)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(jì)類型之一。
        超聲(shēng)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(xing)液體，對無🏃‍♀️阻撓(nao)測量的電💁磁流(liú)量計是一種補(bu)充。時差法超聲(shēng)波流量計是目(mù)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(jìng)、低流速測量難(nan)的問題。應用領(ling)域也從淨😄水擴(kuo)展到循環水、污(wū)水、重油、原油、成(cheng)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(wù)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(yǐ)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(liàng)計一般要求流(liu)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(kuàng)下，散射體的速(su)度與流體的速(sù)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(chen)澱的臨界速度(du)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(zhi)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(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(jì)的應用有一定(ding)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(bu)适用于非常🌈清(qing)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(ge)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(tōng)過一個節流元(yuán)件時，流速會加(jia)快，從而😍會使動(dòng)能增加，而被加(jia)速處流體的靜(jing)壓力反而會被(bèi)♍降低。壓降的大(dà)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(xiao)。
        V錐體流量計和(hé)其它節流式流(liú)量計不同，它改(gǎi)變了節‼️流的布(bù)局，使它從中心(xīn)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(jiē)流緣是📧鈍角，流(liú)🈲動時形成邊界(jie)層，使流體離開(kāi)了節流緣。邊界(jiè)層效應使肮髒(zang)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(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(qi)體和液體、煤氣(qì)、各種髒污氣體(ti)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(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(yīng)用。
2 流量計的選(xuǎn)型設計        在進行(háng)流量計的選型(xíng)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(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(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(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(ji)形式、電極材質(zhi)、襯裏材質、接地(dì)方式、防護等級(ji)。
        超聲波流量計(jì)對被測介質要(yao)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(zhì)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(jie)淨的流體。
        V錐流(liu)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(zú)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(zhuī)流量計使用有(yǒu)局限性，因爲錐(zhuī)體負壓管的結(jié)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(jì)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(fu)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(cí)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(yī)。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(ce)介質的溫度、粘(zhān)度、一定範圍内(nèi)電導率的影響(xiǎng)，反應靈敏，可提(ti)✌️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(jìng)時應保證zui小流(liu)量工況下被測(ce)介質流速不小(xiǎo)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(chuan)動部件，通道内(nèi)也沒有阻礙件(jian)，無壓力損失，能(neng)量損失小，測量(liang)精度不高。V錐流(liú)量計是一種具(jù)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(ji)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(píng)、垂直（下進上出(chū)）、傾斜（底進頂出(chu)）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(guan)段大于🐇等于5D，後(hou)直管段大于等(děng)于3D。電磁流量計(ji)安裝時應保證(zheng)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(zhuāng)對前、後直管段(duàn)的要求比較高(gāo)，安裝位置至少(shǎo)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(guǎn)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(yu)或等于❗1D就可以(yi)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(fang)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(quan)因素、信号調節(jiē)及變送、壓力、大(dà)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(qì)等🏃🏻，以防引入電(dian)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(da)氣壓力爲86～106kPa；超聲(shēng)波流🌈量計對🔅環(huan)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(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(jìng)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(kě)靠運行之間綜(zōng)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(fei)🔴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(gōng)業生産可靠運(yun)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(guo)E＋H、科隆、日本橫河(he)等公🏃‍♀️司産品均(jun)價格不菲，以DN200mm管(guan)徑爲例，價格一(yi)般在2萬元🔅左右(you)，但随着被💁測管(guǎn)徑的增大和抗(kàng)腐蝕性的要求(qiú)㊙️，價格也會相應(yīng)🌍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(ge)方面也有很大(da)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(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(suǒ)⛹🏻‍♀️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(ben)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(gong)工藝複雜、标定(dìng)費用高、基本上(shang)依賴，使得其售(shou)價較高，在國内(nei)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(liú)量變化大、含有(you)雜質、具有一定(dìng)的導電能力和(hé)腐蝕性的特點(dian)，對可靠、測量造(zào)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(wu)水流量測量過(guò)程中，電磁流量(liang)計的綜合性能(néng)較好。要想使污(wū)水流量的測量(liang)和控制💜達到精(jīng)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(cái)能選擇合适‼️型(xing)号的流🈚量計。