污水流(liu)量監測中流量(liàng)計該如何選擇(zé)

摘 要：由于污水(shui)具有流量變化(hua)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(jìng)、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(xi)，爲污水流量監(jian)🏃🏻‍♂️測過程中❤️流量(liàng)計的合理選用(yong)提供參考。關鍵(jiàn)字：污水 流量監(jiān)♍測 電磁流量計(ji) 超聲波流量計(jì) V錐流量計
        流量(liang)計是少數幾種(zhong)使用比制造困(kun)難的儀器儀表(biao)之一🌈，主⚽要是因(yīn)爲流量計種類(lei)繁多，各有特點(dian)，加上被測對象(xiàng)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(dìng)⛹🏻‍♀️的導電性，同時(shi)選型又涉及許(xǔ)多技術問🚶‍♀️題和(he)經濟因素。因此(cǐ)，要做到技術上(shang)可行，經濟上合(he)理，必須對各流(liu)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(jian)測過程中如何(he)合理選用不同(tong)的流量計。

  1 流量(liang)監測中幾種常(chang)用的流量計
   1.1 電(dian)磁流量計        電磁(cí)流量計是根據(ju)法拉第電磁感(gǎn)應定律制♋成🔱的(de)一種測量導電(diàn)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(chu)理以⛹🏻‍♀️及化工、醫(yī)藥、食品等工業(ye)中的漿液流量(liang)的測量，并形成(chéng)了*的應用領域(yù)。
  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(sheng)束（或超聲脈沖(chong)）的作用以測量(liàng)流量的儀表。超(chāo)聲波流量計的(de)測量方法很多(duo)，有時間差法、頻(pín)率差法🛀🏻、相位差(chà)法、多普勒法。時(shí)❗間差法、多普勒(lè)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(he)阻礙件，均屬*流(liú)量計，适用于解(jiě)決流量測量困(kùn)難的問題，特别(bie)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼在大口徑流量(liàng)測量方面🤞有較(jiao)突出的優點，近(jìn)年來它是發展(zhan)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(wu)流動阻撓測量(liàng)，無壓力損失，可(ke)測量非導電性(xìng)液體，對無阻撓(náo)🌈測量的電❌磁流(liu)量計是一種補(bu)充。時差法超聲(shēng)波流量計是目(mù)前應用zui廣🌈泛的(de)。随着CPU、信号處理(lǐ)技術的發🔞展，測(ce)量的❗準确度和(he)可靠性有了很(hen)大的💃🏻提高。尤其(qi)是時間測量技(ji)📐術的發展，時差(cha)分辨力提☀️高了(le)，解決了小口徑(jìng)、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(cheng)品油以及空氣(qi)、天然氣等🏒多種(zhǒng)介質。但有較多(duo)🆚氣泡或懸浮物(wù)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(yǐ)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(liú)體内有足夠大(dà)的散射體存在(zài)，而且還得是連(lian)續的。通常情況(kuang)下🆚，散射體的速(sù)度與流體的速(su)度有明顯的滑(huá)差，要求流體流(liu)⁉️動的速😄度必須(xū)💃比粒子産生沉(chén)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(diǎn)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(shi)說直管✍️段的長(zhang)度要求很長，需(xū)在20倍管徑以上(shang)。所以，多🔞普勒法(fa)超聲波流量計(ji)的♊應用有一定(dìng)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(zhì)的測量，通常不(bú)适用于非常清(qīng)潔的流體測量(liàng)。
  1.3 V錐流量計        V錐流(liu)量計是一種新(xīn)穎的差壓式流(liu)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(liú)⭕量，如果流體通(tong)過一個節流元(yuan)件時，流速會加(jiā)快，從而會使動(dòng)🔅能增加，而被加(jia)速處流體的靜(jing)壓力反而會被(bei)降低。壓降的大(da)小與♌流體的流(liu)速具有一🔞定的(de)函數關系，在其(qi)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(liú)量計不同，它改(gai)變了節流的布(bu)局，使它從中心(xin)孔節流變成環(huán)狀節流，V錐流量(liang)計是集差壓式(shi)📞流量計之精華(hua)的結晶，它的節(jie)流緣是鈍角，流(liu)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(sun)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(you)長期的穩定性(xing)。适用于各種氣(qi)體和液體、煤氣(qì)、各種髒污氣體(ti)介質、直管段不(bu)足的場所🤞和💋對(duì)精度要求高的(de)地方。由于經濟(jì)成本👣和該儀表(biao)還沒有标準或(huò)國家标準，因此(cǐ)，還沒有得到大(dà)力的推廣和應(ying)用。
2 流量計的選(xuǎn)型設計        在進行(háng)流量計的選型(xing)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(zá)質，有一定的導(dǎo)電性和腐蝕性(xing)。那麽哪一種更(geng)适合這類🏃‍♀️水質(zhi)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(zhì)物性、管道材質(zhì)，合理選擇電極(jí)形式、電極材質(zhì)、襯裏❄️材質、接地(dì)方式、防護等級(ji)。
        超聲波流量計(ji)對被測介質要(yao)求十分苛刻，像(xiang)多普勒法超聲(shēng)波流量計隻能(néng)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(liú)量計适用于髒(zang)污的流體測量(liàng)，但前提條件是(shì)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(que)定度将增🐕加。在(zai)高📐壓的場💋合，V錐(zhui)流量計使用有(yǒu)👅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(fa)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(xuǎn)用某種流量計(ji)時，首先應綜合(hé)考慮該種流量(liàng)計的精📐度、重♊複(fú)性、線性度、量程(chéng)比、壓力損失、輸(shu)出信号特性、響(xiang)應時間、不可測(cè)性等因素。
        電磁(ci)流量計的傳感(gan)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(yī)。電磁流量計的(de)量🔆程範圍極寬(kuan)，并且在測量過(guo)程中不受🈲被測(cè)介質的溫度、粘(zhān)✉️度、一定範🔞圍内(nèi)電導率的影響(xiang)，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(zú)，選擇電磁口徑(jing)時應保證zui小流(liu)量工況下被測(ce)介質流速不小(xiao)于0.5m/s。
        超聲波流量(liàng)計是一種非接(jiē)觸式的測量儀(yi)表，沒有機械傳(chuan)動部件，通道内(nèi)也沒有阻礙件(jian)，無壓力損失，能(néng)量損失🌈小，測量(liàng)精度不高。V錐流(liu)量計是一種具(ju)有*性能的新型(xing)流量計，具有高(gao)精度、高穩定性(xìng)，量程比較寬，而(er)且重複性好（≤0.1%），準(zhǔn)确度高‼️（≤0.5%）。因爲它(ta)是🏃‍♀️靠節流效應(yīng)來測量壓差的(de)，所以有一定壓(ya)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(bu)分是由于安裝(zhuang)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(chū)）安裝都可以，但(dan)☁️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(hou)直管段大于等(děng)于3D。電磁流量💰計(jì)安裝時應保證(zhèng)滿管流，不能安(ān)裝在管道zui高點(diǎn)。儀⭐表井内安裝(zhuang)的電磁🔞流量計(jì)傳♈感器防護🔞等(děng)級應爲IP68。
        超聲波(bo)流量計的安裝(zhuāng)對前、後直管段(duan)的要求比較高(gao)，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(zé)測量不。
        V錐流量(liàng)計的安裝使用(yong)非常方便，安裝(zhuang)方式靈活，可選(xuan)管道法蘭式、直(zhi)接焊接式、方管(guan)式，所需的直管(guan)段很短，前直管(guǎn)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(ce)量髒污☔介質時(shi)，應合理選擇V錐(zhuī)流量計取壓方(fang)式，避免測量🔴管(guǎn)線堵塞。
2.4 環境方(fang)面
        環境方面主(zhu)要是考慮周圍(wéi)溫度、濕度、安全(quán)因素、信号✊調♌節(jiē)💋及變送、壓力、大(dà)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(liu)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(sheng)波流量🛀計🥵對環(huán)境溫度的要求(qiu)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(wēn)度在－25~60 ℃ 範圍(wei)内，一體型結構(gou)溫度還受制于(yu)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(běn)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(zong)合考慮，例如購(gòu)買費用、安裝費(fei)用、操作費用、維(wei)護費用、校驗費(fei)用、流量計壽命(ming)、備件及消費品(pǐn)、可靠性方面等(deng)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(guó)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(ying)增加。而像國内(nèi)比較的☂️北京中(zhong)瑞能、上海光華(hua)、四川川儀等生(sheng)産的電磁流量(liang)計産品，精度上(shang)也有了很大的(de)提高，并且價格(ge)方面也有很大(dà)的優勢。
       超聲波(bō)流量計目前常(cháng)用的進口品牌(pai)有美國麗聲🌈POLYSONLCSDCT7088系(xi)列、迪納聲🏃‍♂️DYNASONISERIES901系列(lie)、日本橫河、英國(guo)MICRONES，固定式價格一(yi)般在3～5萬元之間(jian)。在國内，像廣🈚州(zhōu)怡文、開封儀表(biao)、上海肯特等所(suǒ)生産的産品在(zai)工程應🔅用上也(ye)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(liú)量計中的V錐由(yóu)于用料多、加工(gōng)工藝複雜、标定(dìng)費💋用⛱️高、基㊙️本上(shang)依賴，使得其售(shou)價較高，在國内(nèi)使用還不廣泛(fan)☀️，因成✊本關系還(hái)不能取代其它(tā)流量計。
3 結論       由(yóu)于污水具有流(liú)量變化大、含有(you)雜質、具有一定(dìng)的導電能力和(hé)腐蝕性的特點(diǎn)，對可靠、測量造(zào)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(jing)度✌️和可靠的要(yao)求，必須深入了(le)解、分析各流量(liàng)計的性🌈能和特(te)點以㊙️及被測污(wū)水水質條件，才(cái)能選擇合适型(xíng)号的流量計。