污水流(liu)量監測中流量(liang)計該如何選擇(ze)

摘 要：由于污水(shui)具有流量變化(huà)大、含有雜質、具(ju)有導⛷️電性和腐(fu)蝕性的特點，導(dǎo)緻其流量計的(de)選擇比較複雜(za)。從被🈲測對象、流(liu)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(jin)行了對比分析(xī)，爲污🔴水流量監(jian)🏒測過程中流量(liàng)計的合🌈理選用(yòng)提供參考。關鍵(jiàn)字：污水 流量監(jiān)測 電磁流量計(jì)💰 超聲波流量計(jì) V錐流量計
        流量(liàng)計是少數幾種(zhong)使用比制造困(kun)難的儀器儀表(biǎo)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(ding)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(liú)量計的性能特(te)點和工作原理(lǐ)有所了解🏃‍♂️，才能(néng)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(ji)的應用情況，說(shuō)明污水流量監(jiān)測過程中如何(hé)合理選用不同(tóng)的流量計。

  1 流量(liang)監測中幾種常(cháng)用的流量計
   1.1 電(diàn)磁流量計        電磁(ci)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(shí)性介質，易燃易(yi)爆介質，污水處(chù)理以及化工、醫(yi)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(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(shēng)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(duō)，有時間差法、頻(pín)🌈率差法🌂、相位差(cha)🔆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(dian)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(liu)量計，适用于解(jiě)決流量測量困(kun)✊難的問題，特别(bie)在大口徑流量(liàng)測量方面有較(jiào)突出的優點，近(jin)年來它是發展(zhǎn)迅速的流量計(ji)類型之一。
        超聲(sheng)波流量計的特(te)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(xìng)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(sheng)波流量計是目(mu)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(jì)術的發展，時👄差(chà)分辨力提高了(le)，解決了小口徑(jing)、低流速測量難(nan)的問題。應用領(lǐng)域也從淨水擴(kuo)展🛀🏻到循環水、污(wū)水、重油、原油、成(chéng)品油🏃‍♂️以及空氣(qi)、天然氣等♈多種(zhong)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(neng)㊙️正常測量，所以(yi)超聲波流量計(ji)更适于測🔞量純(chun)淨液體。
        多普勒(lè)法超聲波流量(liang)計一般要求流(liu)體内有足夠大(da)的散射體存在(zài)，而且還得是連(lián)續的。通常情況(kuàng)下，散射🔞體的速(su)度與流體的速(su)度有明顯的滑(hua)差，要求流體流(liú)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(cè)得的速度隻是(shi)散射體相遇點(dian)的👅速度值，因此(ci)，測量的速度值(zhi)對流速分布和(hé)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(shang)👄。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(duo)應用于生活污(wū)水、工業廢水、啤(pi)酒✏️飲料等介質(zhi)的測量，通常不(bu)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(liú)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(liu)㊙️量，如果流體通(tōng)過一個節流元(yuán)件時，流速會加(jiā)快，從而🔞會使動(dòng)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(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(jia)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(gǎi)變了🏃‍♂️節流🔆的布(bu)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(huá)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(jie)層效應使💜肮髒(zang)流體不能磨損(sǔn)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(yǒu)長期的穩定性(xìng)🏃‍♀️。适用于各種氣(qì)🔴體和液體、煤氣(qì)🤩、各種髒污氣體(ti)介質、直管段不(bú)足的場所和對(dui)精度要求高的(de)地方。由于經濟(ji)成本👉和該儀表(biao)😄還沒有标㊙️準或(huo)國家标準，因此(ci)，還沒有得到大(dà)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(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(yi)表性能、安裝條(tiáo)件、環境條件和(he)經濟因素這幾(jǐ)方面因素。
 2.1 明确(que)被測對象        被測(ce)對象就是工業(ye)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(xìng)。那麽哪一種更(gèng)适合🌏這類水質(zhì)的測量呢？電磁(cí)流量計适合測(ce)量導電液體（電(diàn)導率≥5μS/cm）的流量，應(ying)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(jí)。
        超聲波流量計(ji)對被測介質要(yào)求十分苛刻，像(xiàng)多普勒法超🌏聲(shēng)波流量計隻能(neng)正常測量雜質(zhì)含量相對穩定(dìng)的流體，而時間(jiān)差法😄流量計主(zhǔ)要用來測量潔(jie)淨的流體。
        V錐流(liu)量計适用于髒(zāng)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(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(què)定度将增加。在(zài)高壓的場🌈合，V錐(zhui)流量計使用有(you)局限性，因爲錐(zhui)體負壓管的結(jié)構在承受高壓(ya)的情✂️況下會發(fā)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(jì)時，首先應綜合(hé)考慮該種流量(liang)計的精度♌、重複(fú)性、線性度、量程(chéng)比、壓力損失、輸(shū)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(gǎn)器結構簡單，測(cè)量管内沒有任(ren)🌈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(liàng)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(nèi)電導率的影響(xiǎng)，反應靈敏，可提(ti)👅供選擇的口徑(jìng)範圍極寬，從幾(ji)mm到3m都可以滿足(zu)，選擇電磁口徑(jìng)時應保證zui小流(liú)量工況下㊙️被測(cè)介質流速不小(xiao)于0.5m/s。
        超聲波流量(liang)計是一種非接(jiē)觸式的測量儀(yi)表，沒有機械傳(chuán)🙇‍♀️動部件，通道内(nei)也沒有阻礙件(jiàn)，無壓力損失，能(neng)量損失💞小，測量(liang)精度不🌈高。V錐流(liu)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(xing)，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(fang)面      許多流量計(jì)在運行過程中(zhong)存在問題，大🔱部(bù)分是🐇由于安裝(zhuāng)出現了問題。
        電(dian)磁流量計水平(ping)、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(hòu)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(zhuang)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(gāo)，安💋裝位置至少(shao)要有15D的直管段(duàn)長度，不能受振(zhen)動的影響，否🙇🏻則(ze)測量不。
        V錐流量(liàng)計的安裝使用(yòng)非常方便，安裝(zhuāng)方式靈活，可🏃🏻選(xuǎn)管👌道法蘭式、直(zhí)接焊接式、方管(guan)式，所需的直管(guǎn)段很短，前直管(guan)段小于💃或等于(yú)3D，後直管段小于(yú)或等于1D就可以(yǐ)滿足要🎯求。當測(cè)量髒污介質時(shi)，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(fang)面
        環境方面主(zhǔ)要是考慮周圍(wéi)溫度、濕度、安全(quan)因素、信号調㊙️節(jiē)及⚽變送、壓力、大(da)氣及電子幹擾(rǎo)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(da)電機、大變壓器(qì)等，以防引入電(diàn)磁幹擾。
        電磁流(liú)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(dà)氣壓力爲86～106kPa；超聲(shēng)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(zhui)流量計環境溫(wen)度在－25~60 ℃ 範圍(wei)内，一體型結構(gou)溫度還受制于(yú)電子元器件，範(fàn)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(ke)靠運行之🧑🏽‍🤝‍🧑🏻間綜(zōng)合考慮，例如購(gou)買費用、安裝費(fèi)用、操作費用、維(wéi)🈚護費用、校驗費(fei)用、流⭕量計壽命(mìng)、備件及消費品(pin)、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(jin)行*的經濟🚶選型(xing)。
        電磁流量計目(mu)前常用的德國(guo)E＋H、科隆、日本橫河(hé)等公司👉産🐕品均(jun)價格不菲，以DN200mm管(guǎn)徑爲例，價格一(yī)般在2萬元左右(you)，但随着被測管(guan)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(nei)比較的北京中(zhong)瑞能、上海光華(huá)、四川川儀等生(sheng)産的電磁流量(liang)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(cháng)用的進口品牌(pai)有美國麗聲POLYSONLCSDCT7088系(xì)列、迪納聲DYNASONISERIES901系列(liè)、日本橫河、英國(guo)MICRONES，固定式價格一(yī)般在3～5萬元之間(jiān)。在國内，像廣州(zhou)怡文、開封儀表(biao)、上海肯特等所(suo)生産的産品在(zai)工程應用上也(yě)很廣泛，與國外(wai)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(gong)工藝複雜、标定(ding)費用高🐆、基🏃‍♂️本上(shàng)依賴，使得其售(shòu)價較高，在國内(nèi)使用還不廣泛(fan)，因成本關系還(hai)不能取代其它(ta)流量計。
3 結論       由(yóu)于污水具有流(liu)量變化大、含有(yǒu)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(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(wū)水流量測量過(guo)🈲程中，電磁流量(liang)計的綜合性能(néng)較好。要想使污(wu)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(xíng)号的流🆚量計。