污水流量監(jiān)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(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(chāo)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(liang)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(liu)量計 V錐流量計
        流(liú)量計是少數幾種(zhong)使用比制造困難(nán)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(fu)蝕性，而且還含有(yǒu)大量的雜質，具有(yǒu)一定的導電性，同(tong)時選型又涉及許(xu)多技術問題和經(jing)濟🔞因素。因此，要做(zuò)到技術上可行，經(jing)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(bao)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(shuo)明污水流🔱量監測(cè)過程中如何合理(lǐ)選用♋不同的流量(liang)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(ci)流量計是根據法(fa)拉第電磁感應定(ding)律制⛷️成✍️的一種測(cè)量導電液體體積(jī)流量的儀表。由于(yu)😍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(hua)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(sheng)波流量計        超聲波(bo)流量計是通過檢(jian)測流體流動✨對🙇‍♀️超(chāo)聲束（或超聲脈沖(chong)）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(shí)間差法、多普勒法(fa)是😄應用zui多的🏃🏻‍♂️測量(liàng)原理。
        超聲波流量(liàng)計和電磁流量計(jì)一樣，因儀表流通(tōng)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(wèn)題，特别在大口徑(jìng)流量測量方面有(yǒu)較突出的優點，近(jin)年來它是發展迅(xun)速的流量計類型(xíng)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(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(mù)前應用zui廣泛的。随(sui)♍着CPU、信号處理技術(shù)的發展，測量的準(zhǔn)确度和可靠性有(yǒu)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(ying)用領域也從淨水(shui)擴展到循環🈚水、污(wū)水、重油、原油、成品(pǐn)油以及空氣、天然(ran)氣等🤞多種介質。但(dan)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(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(tǐ)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(lì)子産生沉✂️澱的臨(lín)界速度大很多，另(ling)外測得💔的速度隻(zhī)是散射體相遇點(diǎn)的速度值，因此🙇🏻，測(ce)量的速度值對流(liu)速分布和流态有(yǒu)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(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(jì)        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(xíng)錐體在流場中産(chǎn)生的節流效應來(lai)測🈚量流量，如👄果流(liú)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(chu)流體的靜壓力🏒反(fan)而會被降低。壓降(jiàng)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(kuang)下，壓降會随流速(sù)的增加而增加，随(suí)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(biàn)成環狀節流，V錐流(liú)量計是集差🔞壓式(shì)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(tǐ)離開了節流緣。邊(bian)界層效應使肮髒(zāng)流體不能磨損節(jiē)流緣，其β值（等效直(zhi)徑比）長期不變，是(shi)一種接近理想狀(zhuàng)态的節流裝置，具(jù)🐕有長期的穩定性(xìng)。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(gao)的地方。由于經濟(ji)成本和該儀表還(hai)沒有标準或國家(jia)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(háng)流量計的選型設(she)計之前♈，我們應該(gāi)首先明确被測對(duì)象，然後再綜合考(kao)慮儀表性能、安裝(zhuang)❓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(cè)對象        被測對象就(jiu)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(hé)♋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(zhì)、接地方式、防護等(děng)級。
        超聲波流量計(jì)對被測介質要求(qiú)十分苛刻，像多普(pu)勒🈲法超聲波流量(liàng)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(wú)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(liú)量計使用有局限(xian)性，因爲錐體負壓(ya)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(yīng)注意。
2.2 流量計性能(neng)方面
        在選用某種(zhǒng)流量計時，首先應(ying)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(jiān)、不可測👄性等因素(sù)。
        電磁流量計的傳(chuán)感器結構簡單，測(cè)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(liú)量計中耗能zui低的(de)流量儀表之一。電(diàn)磁流量計的量程(cheng)範圍極寬，并且在(zai)測量過🏃🏻程中不受(shòu)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(xuǎn)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(kou)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(ce)量儀表，沒有📱機械(xie)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(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(zhong)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(chà)的，所以有一定壓(ya)損。
  2.3 安裝條件方面(mian)      許多流量計在運(yùn)行過程中存在問(wèn)題，大部💜分是🛀由于(yu)安裝出現了問題(tí)。
        電磁流量計水平(píng)、垂直（下進上出）、傾(qīng)斜（底進頂出）安裝(zhuang)都可以，但要求前(qian)、後需有直管段，一(yi)般的要求是前直(zhí)管段大于等于5D，後(hou)直管段大于等于(yú)3D。電磁流量計安裝(zhuāng)時應保證滿管🌈流(liu)，不能安裝在👌管道(dao)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(liang)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(dong)♈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(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(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(liang)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(mian)主要是考慮周圍(wéi)溫度、濕度、安全因(yīn)素、信🌈号調節及💘變(bian)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(yǐ)防引入電磁幹擾(rao)。
        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(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(qì)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(jiàn)，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(mian)
        流量計的選擇要(yao)在初期投資和長(zhang)期可靠運行之間(jiān)綜👄合考慮，例如購(gòu)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(mian)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(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(jia)格不菲，以DN200mm管徑爲(wèi)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(yi)🐅等生産的電磁流(liu)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(mu)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(rì)本橫河、英國MICRONES，固定(ding)式價格一般在3～5萬(wàn)♍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(gong)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(zhui)流量計中的V錐由(you)于用料多、加工工(gong)藝複雜、标定🆚費用(yòng)高㊙️、基本上依賴，使(shǐ)得其售價較高，在(zài)國内使用還不廣(guǎng)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(you)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(liú)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(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(rù)了解、分析各流量(liang)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。