污水流量監(jian)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(ju)有導🐕電性和💚腐蝕(shi)性的特點，導緻其(qi)流量計的選擇比(bǐ)較🌈複雜。從被測對(duì)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(bǐ)分析，爲污水流量(liang)監測過程中🈲流量(liàng)計的合理選用提(ti)供參考。關鍵字：污(wū)水 流量監🔱測 電磁(ci)流量計 超聲波流(liú)量計 V錐流量計
        流(liú)量計是少數幾種(zhong)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(yǒu)特點，加上🍉被測對(dui)象又是污水，特别(bié)是未經處理的污(wū)水，不但具有強腐(fǔ)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(xǔ)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(lǐ)有所了解，才能🌐保(bao)證流量⭐計的選型(xing)更加合理。本文通(tong)過幾種常用流量(liang)計的介紹，根據👣實(shi)際的應用情況❄️，說(shuō)明污水流🏃‍♂️量監測(cè)過程中如何合理(li)選用不同的流量(liàng)計。

  1 流量監測中幾(jǐ)種常用的流量計(jì)
   1.1 電磁流量計        電磁(cí)流量計是根據法(fa)拉第電磁感應定(dìng)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(bèi)廣泛地應用于酸(suan)、堿、鹽等腐蝕性介(jie)質，易燃易爆介質(zhì)，污水處理以❤️及化(huà)工、醫藥🔞、食品等工(gong)業中的漿液流量(liàng)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(jian)測流體流動對超(chāo)聲㊙️束（或超聲脈沖(chòng)）的作用以測量流(liú)量的儀🌂表。超💚聲波(bo)流量計的🌈測量方(fang)法很多，有時間差(chà)法、頻率差法、相位(wèi)差法、多普勒法。時(shi)間差法🤟、多普勒法(fǎ)是應用zui多的測量(liang)原理。
        超聲波流量(liang)計和電磁流量計(ji)一樣，因儀表流通(tōng)通道未🏃‍♀️設置任❤️何(hé)阻礙件，均屬*流量(liang)計，适用于解決流(liu)量測量困難的問(wèn)題，特别在大口徑(jing)流量測量方面有(you)較突出的優點，近(jin)年👈來它是👌發展迅(xun)速的流量計類型(xing)之一。
        超聲波流量(liang)計的特點是可做(zuo)非接觸式測量，爲(wèi)無流動阻撓🏒測量(liàng)，無壓力損失，可測(ce)量非導電性液體(ti)，對無阻撓測量🈲的(de)電磁流量計是一(yī)種補充。時差法🐕超(chao)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(shu)的發展，測量的準(zhǔn)确度和可靠性有(you)了很大的提高。尤(yóu)其是時間測量技(ji)術的發展，時差分(fen)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(shui)擴展到循環水、污(wu)水、重油、原油、成品(pin)油以及空氣、天然(ran)氣等多種介質。但(dan)有較多氣泡或懸(xuan)浮物的液體會阻(zǔ)礙聲脈沖的正常(cháng)傳播，導緻不能🧡正(zheng)常測量，所以超聲(shēng)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(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(hua)差，要求流體流動(dòng)的速度必須✍️比粒(li)子産生沉澱的臨(lin)界速📞度大很多，另(ling)外測得💯的速度隻(zhi)🚶‍♀️是散射體相遇點(dian)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(ye)就是說直管段的(de)長度要求✨很長，需(xū)在20倍管徑以上。所(suo)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(yong)于非常清潔的流(liu)體測量。
  1.3 V錐流量計(jì)        V錐流量計是一種(zhong)新穎的差壓式流(liu)量計，利用一個V形(xíng)錐體在流場中産(chan)生的節流效應來(lái)測量流量，如果流(liu)體通過一🏃🏻‍♂️個節流(liú)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(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(tā)條件不變的情況(kuang)下，壓降會😘随流速(sù)的增加而增加，随(sui)流速的減小而減(jiǎn)小。
        V錐體流量計和(he)其它節流式流量(liàng)計不同，它改變了(le)🔴節流的布🌍局，使它(tā)從中心孔節流變(bian)成環狀節流，V錐流(liu)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(xing)成邊界層，使流體(ti)離開了節流緣。邊(bian)界層效應使肮髒(zang)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(zhǒng)髒污氣體介質、直(zhi)管🈲段不足的場所(suo)❄️和對精度要求高(gao)的地方。由于經濟(jì)成🏃‍♀️本和該儀表還(hái)沒有标準或國家(jiā)标準，因此，還沒有(you)得到大力的☎️推廣(guang)和應用。
2 流量計的(de)選型設計        在進行(hang)流量計的選型設(she)計之前，我們🚩應該(gai)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(he)經濟因素這幾方(fang)面因素。
 2.1 明确被測(ce)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(dǎo)電性和腐蝕性。那(nà)麽哪一種更适合(he)這類水質💃的測量(liang)呢？電磁流量計适(shì)💛合測量🎯導電液體(ti)（電導率≥5μS/cm）的流量，應(yīng)根據被測介質物(wu)性、管道材質，合理(li)選擇電極☔形式、電(dian)極材質、襯裏🐇材質(zhi)、接地方式、防護等(děng)級。
        超聲波流量計(jì)對被測介質要求(qiu)十分苛刻，像多普(pǔ)🐪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(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(tǐ)測量，但前提條件(jiàn)是雷諾數應滿足(zú)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(bú)确定度将增加。在(zài)高壓的場合，V錐流(liu)💋量計使用有局限(xiàn)性，因🌐爲錐體負🈲壓(yā)管的結構在承受(shòu)高壓的情況下會(huì)發生脫落，導緻事(shì)⛱️故的發生，選型應(yīng)注意。
2.2 流量計性能(néng)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(fu)性、線性度、量程比(bǐ)、壓力損失、輸出信(xìn)号特性、響🏃‍♀️應時間(jiān)、不可測性等因素(sù)。
        電磁流量計的傳(chuan)感器結構簡單，測(cè)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(jia)的壓力損✂️失，是流(liú)量計中耗能zui低的(de)流量儀表之一。電(dian)磁流量計的量程(cheng)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(fan)應靈敏，可提供選(xuan)擇的口徑範圍極(ji)寬🧡，從幾mm到3m都可以(yǐ)滿足，選擇電磁⭐口(kǒu)徑時應保證zui小流(liu)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(nèi)也沒有阻礙件，無(wu)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(xīn)型流量計，具有高(gāo)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(gao)（≤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(yā)損。
  2.3 安裝條件方面(mian)      許多流量計在運(yun)行過程中存在問(wen)題，大部分🈚是由于(yu)安裝出現了問題(tí)。
        電磁流量計水平(ping)、垂直（下進上出）、傾(qing)斜（底進頂出）安裝(zhuāng)都可‼️以，但要求前(qián)、後需有直管段，一(yī)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(liu)，不能安裝在管道(dào)zui高點。儀♋表井内安(ān)裝的電磁流量計(ji)傳😄感器防護等級(jí)應爲IP68。
        超聲波流量(liàng)計的安裝對前、後(hòu)直管段的要求比(bi)較高，安裝位置至(zhi)少要有15D的直管段(duan)長度，不能受振動(dòng)的影🔴響，否則測量(liang)不。
        V錐流量計的安(an)裝使用非常方便(bian)，安裝方式靈活，可(kě)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(ke)以滿足要求。當測(cè)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(huan)境方面
        環境方面(miàn)主要是考慮周圍(wéi)溫度、濕度、安全因(yīn)素、信号調節及變(biàn)送、壓力、大氣及電(dian)子幹擾等對流量(liang)計性能穩定方面(miàn)的影🍉響。安裝時都(dōu)應盡量避開大電(diàn)🔴機、大變♋壓器等，以(yǐ)防引入電磁幹擾(rǎo)。
        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(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(liú)量計環境溫度在(zài)－25~60 ℃ 範圍内，一體(ti)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(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(zhang)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(liàng)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(jing)濟選型。
        電磁流量(liàng)計目前常用的德(dé)國E＋H、科隆、日本橫河(he)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(wan)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(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(liu)量計産品，精度上(shàng)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(pǐn)牌有美國麗聲POLYSONLCSDCT7088系(xi)🌈列😘、迪納💞聲DYNASONISERIES901系列、日(rì)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(yí)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(pǐn)🌈在成本方面有很(hen)大的競争優勢。
       V錐(zhui)流量計中的V錐由(yóu)于用料多、加工工(gong)藝複雜、标定費用(yong)高、基本上依賴，使(shi)得其售價較高，在(zài)國内使用還不廣(guǎng)泛，因成本關系還(hái)不能取代其它流(liú)量計。
3 結論       由于污(wū)水具有流量變化(huà)大、含有雜質、具有(you)一定的導電🙇🏻能🔴力(li)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(liú)量的測量和控制(zhì)達到精度和可靠(kao)的要求，必須深入(ru)了解、分析各流量(liang)計的性✏️能和特點(diǎn)以及被測污水水(shuǐ)質條件，才能選擇(ze)合适型号的流量(liàng)計。