污水流量監(jian)測中流量計該如(rú)何選擇

摘 要：由于(yú)污水具有流量變(bian)化大、含有雜質、具(ju)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(jing)、經濟成本等方面(miàn)，對電磁流量計、超(chao)聲波流量計、V錐流(liú)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(wu)水 流量監測 電磁(cí)流量計 超聲波流(liu)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(wū)水，不但💋具有強腐(fǔ)蝕性，而且還含有(you)大量的雜質，具有(you)一定的導電性，同(tóng)時選型又涉及許(xǔ)✉️多技術問題和經(jīng)濟♍因素。因此，要做(zuò)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(xing)更加合理。本文通(tōng)過幾種常用流量(liang)計的介紹，根據實(shi)際的應用情況，說(shuo)明污水流量監測(cè)過♈程中如何合理(lǐ)選用不同的流量(liàng)計。

  1 流量監測中幾(jǐ)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(ding)🔅律制成的一種測(ce)量導電液體體積(ji)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(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(jiǎn)測流體流動對超(chāo)🌍聲束（或超聲脈沖(chong)）的作用以測量流(liu)量的儀表。超聲波(bō)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(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(liàng)計和電磁流量計(ji)一樣，因儀表流通(tong)通道未設置任☔何(he)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(yǒu)較突出的優點，近(jìn)年來它是發展迅(xun)速的流量計類型(xing)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(yi)種補充。時差法🌈超(chāo)聲波♍流量計是目(mu)前應用zui廣泛的。随(sui)着CPU、信号處理技術(shu)的發展，測量的㊙️準(zhun)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(jué)了小口徑、低流速(su)測💋量難的問題。應(yīng)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(rán)氣等🎯多種介質。但(dàn)有較多氣泡或懸(xuan)🔴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(sheng)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(liú)體内有足夠大的(de)散射體存在，而且(qiě)還得是連續的。通(tong)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(li)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(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(xìng)，較多應用于生活(huó)污水、工業廢水、啤(pi)酒飲料等介質的(de)測量，通常不适用(yòng)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(zhong)新穎的差壓式流(liú)量計，利用一個V形(xing)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(chù)流體的靜壓力反(fǎn)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(kuàng)下，壓降會🈲随流速(su)的增加而增加，随(suí)流速的減小而減(jian)小。
        V錐體流量計和(he)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(bian)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(biān)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(zhuàng)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(zhi)管段不足的場所(suo)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(guǎng)和應用。
2 流量計的(de)選型設計        在進行(hang)流量計的選型設(shè)計之前，我們應🌍該(gāi)首先明确被測對(dui)象，然後再綜合考(kao)慮儀表🙇🏻性能、安裝(zhuāng)🛀🏻條件、環境條件和(hé)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(jiù)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(liang)呢？電磁流量計适(shi)合測量導電液⛱️體(tǐ)（電導率≥5μS/cm）的流量，應(ying)根據被測介質物(wu)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(děng)級。
        超聲波流量計(ji)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(liang)雜質含量相對穩(wen)定的流體，而時間(jian)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(ti)測量，但前提條件(jiàn)是雷⚽諾數應滿足(zu)要求。當雷諾數無(wu)限制地下降時，V錐(zhui)流量計的流出系(xi)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(xiàn)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(shì)❓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(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(jian)、不可測性等因素(sù)。
        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(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(diàn)磁流量計的量🔅程(chéng)範圍極寬，并🌈且在(zài)測量過程中不受(shòu)被測介質的溫度(du)、粘度、一定範圍内(nei)電導🔞率的影響，反(fǎn)應靈敏，可提供選(xuan)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(kǒu)徑時應保證zui小流(liú)量工況下被測介(jiè)♋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(nei)也沒有阻礙件，無(wú)壓力損失🔞，能量損(sǔn)失小，測量精度不(bú)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(liu)效🌈應來測量壓差(cha)的，所以有一定壓(yā)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(wen)題，大部分是♌由于(yú)安裝出現了問題(tí)。
        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(qián)、後需有直管段，一(yi)般的要求是前直(zhí)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(dào)zui高點。儀表井内安(an)裝的電磁流量計(ji)傳🥰感器防護等級(jí)應爲IP68。
        超聲波流量(liang)計的安裝對前、後(hou)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(ān)裝使用非常方便(bian)，安裝方式靈活，可(ke)選管道法蘭式、直(zhí)接焊接式、方管式(shì)，所需的直管段很(hěn)短，前直管段小于(yu)或等‼️于3D，後直管段(duàn)小于或等于1D就可(kě)以滿足要求。當測(ce)🥰量髒污介質時，應(yīng)合理選擇V錐流量(liang)計取壓方式，避免(miǎn)測量管線堵塞。
2.4 環(huán)境方面
        環境方面(miàn)主要是考慮周圍(wei)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(miàn)的影🧑🏾‍🤝‍🧑🏼響。安裝時都(dou)應盡量避開大電(diàn)機、大變壓器等，以(yi)防引入電磁幹擾(rao)。
        電磁流量計的環(huan)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(liu)量計環境溫度在(zài)－25~60 ℃ 範圍内，一體(tǐ)型結構溫度還受(shòu)制于電子元器件(jian)，範🤩圍🐪要窄些，環境(jìng)相對濕度在10%～90%範圍(wei)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(jiān)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(liang)計壽命、備件及消(xiāo)費品、可靠性方面(miàn)等各種因素都要(yao)在有效滿足工業(ye)生産可靠運行的(de)前提下，進行*的經(jīng)濟選型。
        電磁流量(liang)計目前常用的德(dé)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(wan)元左右🏃🏻‍♂️，但随着被(bèi)測管😍徑的增大和(hé)抗腐蝕性的要求(qiu)🚩，價格也會相應增(zēng)加。而像國内比較(jiào)的北京中瑞能、上(shàng)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(tí)高，并且價格方面(miàn)也有很大🏃🏻的優勢(shi)。
       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(xiàng)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(pin)🥰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(gōng)藝複雜、标定費用(yong)高、基本上依賴，使(shǐ)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(liu)量計。
3 結論       由于污(wū)水具有流量變化(huà)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(jiào)，在污水流量測量(liàng)過程中，電磁流量(liàng)計的綜合性能較(jiào)好。要👄想使污水流(liu)量的測量和控制(zhi)達到精度和可靠(kao)的要求，必須深入(ru)💋了解、分析各流量(liàng)計的性能和特點(diǎn)以及被測污水水(shui)質條件，才能選擇(ze)合适型号的流量(liàng)計。