污水流量監(jiān)測中流量計該如(rú)何選擇

摘 要：由于(yu)污水具有流量變(biàn)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(bǐ)較複雜。從被測對(dui)象、流🈲量計性能、安(ān)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(bǐ)分析，爲污💚水流量(liang)監測過程中流量(liàng)計的合☔理選用提(tí)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(liang)計種類繁多，各有(you)特點，加上被測對(duì)象又是污水，特别(bie)是未經處理的污(wu)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(tóng)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(duì)各流量計的性🌈能(néng)特點和工作原理(li)有所了解，才能保(bǎo)證流量🌍計的選型(xíng)更加合理。本文🤞通(tong)過幾種常用流量(liang)計的介紹，根據實(shí)際的應用情況，說(shuō)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(jì)
   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(jī)流量的儀表。由于(yú)其*的優點🤞，目前被(bei)廣泛地應用于酸(suan)、堿、鹽等腐蝕性介(jie)質，易燃易爆介質(zhi)，污水🆚處理以及化(hua)工、醫藥、食品等工(gōng)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(sheng)波流量計        超聲波(bo)流量計是通過檢(jian)測流體流動♻️對超(chao)聲束（或超聲脈沖(chòng)）的作用以測量流(liú)量的儀表。超聲波(bō)流量計的測量方(fang)法很多，有時間差(cha)法、頻率差法☎️、相位(wei)差法、多普勒法。時(shi)間差法、多普勒法(fa)是應用zui多的測量(liang)原理。
        超聲波流量(liang)計和電磁流量計(jì)一樣，因儀表流通(tong)通道未設置任何(hé)阻礙件，均屬*流量(liàng)計，适用于解決流(liú)量測量困🛀難的🚩問(wen)題，特别⁉️在大口徑(jìng)流量測量方面有(you)較突出的優🔞點，近(jìn)年來它是發展迅(xùn)速的流量計類型(xíng)之一。
        超聲波流量(liàng)計的特點是可做(zuò)非接觸式測量，爲(wèi)無流動阻㊙️撓💃🏻測量(liang)，無壓力損失，可測(ce)量非導電性液體(tǐ)，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(mu)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(you)其是時間測量技(ji)術的發展，時🧡差分(fèn)辨力提高了，解決(jue)了☎️小🛀🏻口徑、低流速(su)測量難的問題。應(ying)用領域也從淨水(shuǐ)擴展到循環水、污(wu)水、重油、原油、成品(pǐn)油以及空氣、天然(ran)氣等🐉多種介質。但(dàn)有較多氣泡或懸(xuán)浮物的液體會阻(zu)礙聲脈沖的正常(cháng)傳播，導緻不能⚽正(zheng)常測量，所以超聲(sheng)波流量計更适于(yú)測量純淨液體。
        多(duō)普勒法超聲波流(liú)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(tong)常情況下，散射體(tǐ)的🈲速度與流體的(de)☀️速度有明顯的滑(hua)差，要求流體流動(dong)的速✔️度必須比粒(li)子産生沉澱的臨(lin)界速度大很多，另(lìng)外測得的速度隻(zhi)是散射體相遇點(diǎn)的速度值，因此，測(cè)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(xū)在20倍管徑以上。所(suǒ)以，多普勒法超聲(shēng)波流量計的應用(yong)有一定的局限✔️性(xing)，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(yòng)于非常🔴清潔的流(liú)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(liú)量計，利用🌍一個V形(xing)錐體在流場中産(chan)生的節流效應來(lai)測⚽量流量，如果流(liú)♌體通過一個節流(liú)元件時，流速會加(jia)快，從而會使動能(néng)增加，而被加速處(chù)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(ta)條件不變的情況(kuàng)下，壓降會随流速(sù)的增🔴加而增加，随(sui)流速的減小而減(jian)小。
        V錐體流量計和(hé)其它節流式流量(liàng)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(liú)量計是集差壓式(shi)流量計之精華的(de)結晶，它的節流緣(yuán)是🌈鈍角，流🈲動時形(xíng)成邊界層，使流體(ti)離開了節🌈流緣。邊(bian)界層效應使肮髒(zāng)流體👨‍❤️‍👨不能磨損🈲節(jie)流緣，其β值（等效直(zhi)徑比）長期不變，是(shì)一種接近理想狀(zhuang)态的節流裝置，具(ju)有長期的穩定性(xing)。适用于各種氣體(ti)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(gao)的💯地方。由于經濟(ji)成本和該儀表還(hai)沒有标準或國家(jiā)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(háng)流量計的選型設(she)計之🐆前，我們應該(gai)首先明确被測對(duì)象，然後再綜合考(kao)慮儀表😄性能、安裝(zhuāng)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(ce)對象        被測對象就(jiu)是工業廢水，工業(ye)廢水含有大量的(de)雜質，有一定的導(dǎo)電性和腐蝕性。那(na)麽哪一種更适合(hé)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(ying)根據被測介質物(wù)性、管道🛀🏻材質，合理(lǐ)選擇電極形式、電(diàn)極材質、襯裏材質(zhi)、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(pǔ)勒☁️法超💛聲波流量(liàng)計隻能正常測量(liang)雜質含量相對穩(wěn)定的流體，而時間(jiān)差法流量計主要(yào)用來測量潔☀️淨的(de)流體。
        V錐流量計适(shi)用于髒污的流體(ti)測量，但前提條件(jian)是雷諾數應滿足(zu)要求。當雷諾數無(wu)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(bú)确定度将增加。在(zai)高壓的場☔合，V錐流(liu)量計使用有局限(xian)性，因🛀爲錐體負壓(yā)管的結構在承受(shou)高壓的情況下會(hui)發生脫落，導緻事(shi)故的發生，選型應(ying)注意。
2.2 流量計性能(neng)方面
        在選用某種(zhong)流量計時，首先應(yīng)綜合考慮該種流(liu)量⛱️計的💯精度、重複(fú)性、線性度、量程比(bi)、壓力損失、輸出信(xin)号特性、響☔應時🌂間(jian)、不可測性等因素(su)。
        電磁流量計的傳(chuán)感器結構簡單，測(ce)量管内沒有任何(hé)阻礙介質流動的(de)節流部件，所以不(bu)會引起任何附加(jiā)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(nèi)電導🥵率的影響，反(fǎn)應靈敏，可提供選(xuǎn)擇的口徑範圍極(jí)寬，從幾mm到3m都可以(yi)滿足，選擇電磁口(kou)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(chao)聲波流量計是一(yī)種非接觸式的測(ce)量儀表，沒有機械(xiè)傳動部件，通道内(nei)也沒有阻礙件，無(wú)壓力損失，能量損(sǔn)失小，測量精度不(bu)高。V錐流量計是一(yi)種具有*性能的新(xin)型流量計，具有高(gao)精度、高穩定性，量(liang)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(liú)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(yú)安裝出現了問題(ti)。
        電磁流量計水平(píng)、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(zhi)管段大于等于5D，後(hòu)直管段大于等于(yu)3D。電磁流量計安裝(zhuāng)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(zhì)少要有15D的直管段(duan)長度，不能受振動(dòng)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(ke)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(ke)以滿足要求。當測(ce)量髒污🌍介質時，應(yīng)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(miàn)主要是考慮周圍(wéi)溫度、濕度、安全因(yin)素、信号調節🧑🏾‍🤝‍🧑🏼及💃🏻變(biàn)送、壓力、大氣及電(dian)子幹擾等對流量(liàng)計性能穩定方面(mian)的影響。安裝時都(dou)應盡量避開大電(dian)機、大變壓器等，以(yi)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(qì)壓力爲86～106kPa；超聲波流(liú)量計對環境㊙️溫度(du)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(liu)量計環境溫度在(zài)－25~60 ℃ 範圍内，一體(tǐ)型結構溫度還受(shou)制于電子元器件(jian)，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(zhǎng)期可靠運行之間(jian)綜合考慮，例如購(gou)買費用、安裝費用(yòng)、操作費用、維護費(fèi)🌈用、校🏃驗費用、流量(liàng)計壽命、備件及消(xiao)費品、可靠性方面(mian)等各種因素都🍓要(yào)在有效滿足工業(ye)生産可靠運行的(de)前提下，進行*的經(jing)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(jià)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(hé)抗腐蝕性的要求(qiú)♌，價格也會相應增(zeng)加。而像國内🏃🏻‍♂️比較(jiao)的北京中瑞能、上(shang)海光華、四川川儀(yi)等生産的電磁流(liu)量計産品，精度上(shàng)也有了很大的提(ti)高，并且價格方面(miàn)也有很大🌈的優勢(shì)。
       超聲波流量計目(mù)前常用的進口品(pin)牌有美國麗聲POLYSONLCSDCT7088系(xì)列、迪納聲DYNASONISERIES901系列、日(ri)本橫河、英國MICRONES，固定(ding)式價格一般在3～5萬(wan)元之間。在國内，像(xiang)廣州怡文、開封儀(yi)表、上海肯特等所(suo)生産的産品在工(gōng)程應用上也很廣(guǎng)泛，與國外的産品(pǐn)在成本方面有很(hěn)大的競争優勢。
       V錐(zhuī)流量計中的V錐由(you)于用料多、加工工(gōng)藝複雜、标定費用(yong)高、基🈚本上依賴，使(shi)得其售價較高，在(zai)國内使用🧡還不廣(guang)泛🐅，因成本關系還(hai)不能取代其它流(liú)量計。
3 結論       由于污(wū)水具有流量變化(hua)大、含有雜質、具有(yǒu)一定㊙️的👌導電📱能力(lì)和腐蝕性的特點(dian)，對可靠、測量造成(chéng)了很大的困難。通(tōng)過對以上幾種流(liu)量計的分析、比較(jiao)，在污水流量測量(liang)過程中，電磁流量(liang)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(shui)質條件，才能選擇(zé)合适型号的流🔴量(liang)計。