污水流(liú)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(liú)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(liàng)計、超聲😍波流量(liàng)計、V錐💯流量計進(jìn)行了對比🛀🏻分析(xi)，爲污水流量監(jiān)❗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(jian)測 電磁流量計(jì) 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(biǎo)之一，主要是因(yin)爲流量計種類(lei)繁多，各有特點(dian)，加上被測對象(xiang)又是污水，特别(bie)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(xu)多技術問題和(he)經濟因素。因此(ci)，要做到技術上(shang)🙇‍♀️可行，經濟上合(he)理，必須對♉各流(liú)量計的性能特(te)點和工作原理(li)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(shuo)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(liàng)監測中幾種常(chang)用的流量計
   1.1 電(diàn)磁流量計        電磁(cí)流量計是根據(ju)法拉第電磁感(gan)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(qí)*的優點，目前被(bèi)廣♈泛地應用于(yú)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(cheng)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(liú)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(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(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(shēng)波流量計和電(diàn)磁流量計一樣(yang)，因儀表流通通(tōng)道未設㊙️置任何(he)阻礙件，均屬*流(liu)量計，适用于解(jie)決流⚽量測♻️量困(kùn)難的問題，特别(bié)在大口徑流量(liàng)測量方面有較(jiào)突出的優🐅點，近(jìn)年🔞來它是發展(zhǎn)迅速的流量計(ji)類型之一。
        超聲(shēng)波流量計的特(tè)點是可做非接(jie)觸式測量，爲無(wu)流動阻⛱️撓測量(liang)，無壓力損失，可(ke)測量非導電性(xing)液體，對無阻撓(nao)測量的電⁉️磁流(liu)✂️量計是一種補(bǔ)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(li)技術的發展，測(cè)量的準确度和(he)👄可靠性有了很(hěn)大的提高。尤其(qí)是時間測量技(ji)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(nán)的問題。應用領(ling)域也從淨水擴(kuò)展💔到循環水、污(wū)水、重油、原油、成(cheng)品油⛱️以⭐及空氣(qì)、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(ài)聲脈沖的正常(cháng)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(le)法超聲波流量(liang)計一般要求流(liú)體内有足夠🏒大(da)的散射體存在(zai)，而且還得是連(lian)續的。通常情況(kuàng)下，散射🍓體的速(su)度與流體的速(sù)度有明顯的滑(hua)差，要求流體流(liu)動的速度必須(xu)比粒子🛀🏻産生沉(chen)澱的臨界速度(dù)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(zhí)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(fǎ)超聲波流量計(ji)的應用有一定(ding)的局限✍️性，較多(duo)應用于生活污(wu)水、工業廢水、啤(pí)酒飲料等介質(zhi)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(liú)量計是一種新(xin)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(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(jiā)速處流✔️體的靜(jìng)壓力反而會被(bèi)降低。壓降的大(dà)小與流體的流(liú)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(su)的減小而減小(xiao)。
        V錐體流量計和(he)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(xin)孔節流變成環(huan)狀節流，V錐流量(liang)計是集差壓式(shi)流量計之精華(huá)的結晶，它的節(jie)流緣是鈍角，流(liú)動時形成邊界(jiè)層，使流體離開(kāi)了節流緣。邊界(jie)層效應使肮髒(zāng)流體不能磨損(sun)🈚節流緣，其β值（等(deng)效直徑比）長期(qī)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(tǐ)介質、直管段不(bú)足的場所和💃對(duì)精度要求高的(de)地方。由于經濟(ji)成本和該儀表(biǎo)還沒有标準或(huo)國家标準，因此(ci)，還沒有得到大(da)力的⛷️推廣和應(yīng)用。
2 流量計的選(xuan)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(què)被測對象，然後(hou)再綜合考慮㊙️儀(yi)表性能、安裝條(tiao)件、環境條件和(hé)經濟因素這幾(ji)方面因素。
 2.1 明确(que)被測對象        被測(cè)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(zhi)的測量呢？電磁(cí)流量計适合測(ce)量導電液🌈體（電(dian)導率≥5μS/cm）的流量，應(yīng)根據被測介質(zhì)物性、管道材質(zhi)，合理選擇電極(jí)形式、電極材質(zhi)、襯裏材質、接地(di)方式、防護等級(jí)。
        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(sheng)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(jié)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(shì)🔴雷諾數應滿足(zú)要求。當雷諾數(shu)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(zai)高壓的場㊙️合，V錐(zhuī)流量計使用有(yǒu)局限性，因爲錐(zhuī)體負壓管的結(jie)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(jì)性能方面
        在選(xuǎn)用某種流量計(jì)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(cheng)比、壓力損失、輸(shu)出信号特性、響(xiǎng)應時間、不可測(cè)✔️性等因素。
        電磁(cí)流量計的傳感(gan)器結構簡單，測(cè)量管内沒有任(rèn)何阻✌️礙⭐介質👉流(liú)動的節流部件(jiàn)，所以不會引起(qi)任何🏃‍♂️附加的壓(yā)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(kuān)，并且在測量過(guò)程中不受被測(cè)介質的溫度、粘(zhan)☂️度、一定範🍓圍内(nei)電導率的影響(xiang)，反🌍應靈敏，可提(tí)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(liú)量工況下被測(cè)介質流速不小(xiǎo)于0.5m/s。
        超聲波流量(liang)計是一種非接(jie)觸式的測量儀(yi)表，沒有機械傳(chuán)㊙️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(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(ying)來測量壓差的(de)，所以有一定壓(ya)損。
  2.3 安裝條件方(fāng)面      許多流量計(jì)在運行過程中(zhōng)存在問題🌈，大部(bù)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(chu)）、傾斜（底進頂出(chu)）安🈲裝都可以，但(dàn)要求前、後需有(you)直管段，一般的(de)要求是🔴前直管(guǎn)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(an)裝在管道zui高點(diǎn)。儀表井内安🍓裝(zhuāng)的電磁流量計(ji)傳感器防護等(deng)級應爲IP68。
        超聲波(bō)流量計的安裝(zhuāng)對前、後直管段(duàn)的要求比較高(gao)，安🌂裝位置♍至少(shǎo)要有15D的直管段(duan)長度，不能受振(zhen)動的影響，否✔️則(ze)測量不。
        V錐流量(liang)計的安裝使用(yòng)非常方便，安裝(zhuang)方式靈活，可選(xuǎn)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(yu)3D，後直管段小于(yu)或等于1D就可以(yi)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(fāng)式，避免測量管(guǎn)線堵塞。
2.4 環境方(fang)面
        環境方面主(zhǔ)要是考慮周圍(wei)溫度、濕度、安全(quan)因素、信🔱号調節(jie)及變送、壓力、大(da)氣及電子幹擾(rao)等對流量計性(xìng)能穩定方面的(de)影響。安裝時都(dōu)應盡量避開大(dà)電⭐機、大變壓器(qi)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(da)氣壓力爲86～106kPa；超聲(sheng)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(gòu)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(ben)方面
        流量計的(de)選擇要在初期(qi)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(fèi)用、流量計壽命(mìng)、備件及消費品(pǐn)、可靠👉性方面等(děng)各種因素都要(yào)在有效滿足工(gōng)業生産可靠運(yùn)行的前提下，進(jin)行*的經濟選型(xíng)。
        電磁流量計目(mu)前常用的德國(guó)E＋H、科隆、日本橫河(he)等公司産品均(jun)價🈲格不菲，以DN200mm管(guǎn)徑爲例，價格一(yi)般在2萬元💋左右(yòu)㊙️，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(zhōng)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(da)的優勢。
       超聲波(bō)流量計目前常(cháng)用的進口品牌(pái)有美國麗聲POLYSONLCSDCT7088系(xi)列、迪納聲DYNASONISERIES901系列(liè)、日本橫河、英國(guo)MICRONES，固定式價格一(yi)般在3～5萬元之間(jiān)。在國内❄️，像廣州(zhōu)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(wài)的産品在成本(ben)方面有很大的(de)競争優㊙️勢。
       V錐流(liú)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(shang)依賴，使得其售(shou)價較高，在國内(nèi)使用還不廣泛(fàn)，因成本關系還(hái)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(zào)成了很大的困(kùn)難。通過🥵對以上(shàng)幾種流量計的(de)分析、比較，在污(wu)水流量測量過(guò)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(yào)求，必須深入了(le)解、分析各流量(liàng)計的性能和特(tè)點以及被測污(wū)水水質條件，才(cai)能選擇合适✨型(xing)号的流量計。