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(hua)大、含有雜質、具(jù)有導電性和腐(fu)蝕性的特點，導(dao)緻其流量計的(de)選擇比較複雜(zá)。從被測對🏃🏻‍♂️象、流(liú)量計性能、安裝(zhuang)條件、使用環境(jìng)、經濟成本等方(fāng)面，對電磁流量(liang)‼️計、超聲波流量(liang)計、V錐流量計進(jìn)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(yong)提供♌參考。關鍵(jian)字：污水 流量監(jian)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(yin)爲流量計種類(lei)繁多，各有特點(diǎn)，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(you)強腐蝕性，而且(qiě)還含有大量的(de)雜質，具有一定(ding)的導電性，同時(shi)選型✔️又涉及許(xu)多技術問題和(hé)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(liú)量計的性能特(te)點和工作🎯原理(li)有所了解，才能(neng)保證流量計的(de)選型更加🌐合理(lǐ)。本文通過幾種(zhong)常用流量計的(de)介紹，根據🙇‍♀️實際(jì)的應用情況，說(shuo)🈲明污水流✊量監(jian)測過程中如何(hé)合理選用不同(tong)的流量計。

  1 流量(liang)監測中幾種常(cháng)用的流量計
   1.1 電(dian)磁流量計        電磁(ci)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(liang)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(yī)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(sheng)束（或超聲脈沖(chong)）的作用以測量(liang)流量的儀☔表。超(chāo)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(chà)法、多普🥰勒法。時(shi)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(tong)道未設置任🔴何(hé)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(bié)🧡在大口徑流量(liang)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(shēng)波流量計的特(tè)點是可做非接(jie)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(xing)液體💛，對無阻撓(náo)⭕測量的電😄磁流(liú)量計是一種補(bǔ)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(li)技術的發📱展，測(ce)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(jì)術的發展，時差(chà)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(ling)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(wu)的液🤩體會阻礙(ài)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(jì)更适于測🔴量純(chun)淨液體。
        多普勒(lè)法超聲波流量(liàng)計一般要求流(liu)體内有足夠大(dà)的散💔射💰體存在(zai)，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(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(he)流态有很大的(de)依賴💯性，也就是(shì)說直管段的長(zhang)度要求很長，需(xū)在20倍管徑以上(shàng)。所以，多普勒法(fa)超聲波流量計(jì)的應用有一定(dìng)的局限性，較多(duō)應用于生活污(wū)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(qing)潔的流體測量(liang)。
  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(gè)V形錐體在流場(chǎng)中産生的節流(liú)效應來測量流(liú)🍉量，如果流體通(tōng)過一個節流元(yuán)件時，流速會加(jia)快，從而會使動(dong)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(qí)它條件不變的(de)情況下，壓降會(hui)💯随流速的增加(jiā)❤️而增加，随流速(sù)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(huán)狀節流，V錐流量(liàng)計是集差壓式(shi)🐅流量計之精華(huá)的結晶，它的節(jiē)流緣是鈍角，流(liu)動時形成邊界(jiè)層，使流體離開(kai)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(jiē)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(qi)、各種髒污氣體(tǐ)介質、直管段不(bu)足的場所和對(dui)精度要求高的(de)🔞地方。由于經濟(jì)成🚶本和該儀表(biǎo)還沒有标準或(huò)國家标💞準，因此(ci)，還沒有得到大(da)💘力的🔞推廣和應(ying)用。
2 流量計的選(xuǎn)型設計        在進行(hang)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(hòu)再綜合考慮儀(yí)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(què)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(zhì)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(ji)。
        超聲波流量計(ji)對被測介質要(yào)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(jian)差法流量計主(zhu)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(xiao)而減小，其不确(què)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(shì)故的發生，選㊙️型(xing)應注意。
2.2 流量計(ji)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(liang)🙇🏻計的精度、重複(fu)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(ce)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(qi)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(guò)🌏程中不受被測(ce)介質的溫度、粘(zhan)度、一定範圍内(nèi)電導♊率的影響(xiang)，反🔱應靈敏，可提(tí)供選擇的口徑(jing)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(ce)介♻️質流速不小(xiao)于0.5m/s。
        超聲波流量(liàng)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(jiàn)，無壓力損失，能(neng)量損失小，測🐉量(liang)精度不高。V錐流(liú)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(yā)損。
  2.3 安裝條件方(fang)面      許多流量計(jì)在運行過程中(zhōng)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(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(hòu)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(dian)。儀表井内安裝(zhuāng)的電磁流量計(ji)傳感器防護💃🏻等(děng)級應爲IP68。
        超聲波(bō)流量計的安裝(zhuang)對前、後直管段(duàn)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(zhèn)動的影響，否則(zé)測量不。
        V錐流量(liang)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(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(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(shí)，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(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(rao)等對流量計性(xing)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(shēng)波流量計對環(huan)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(zhuī)流量計環境溫(wēn)度在－25~60 ℃ 範圍(wéi)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(jing)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(kě)靠運行之間綜(zong)合考♋慮，例如購(gòu)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(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(yun)行的前提下，進(jìn)行*的經濟選型(xíng)。
        電磁流量計目(mù)前常用的德國(guó)E＋H、科隆、日本橫河(hé)等公司産品均(jun1)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(nèi)比較的北京中(zhong)瑞能、上海光華(huá)、四川川儀等生(shēng)産的電磁流量(liàng)計産品，精度上(shàng)也有了☎️很大的(de)提高，并且價格(gé)方📐面也有很大(da)⭕的優勢。
       超聲波(bō)流量計目前常(chang)用的進口品牌(pái)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(yi)般在3～5萬元之間(jian)。在國内，像廣州(zhou)怡文、開封儀表(biǎo)、上海肯特等所(suǒ)生産的産品在(zài)工程應用上也(yě)很廣泛，與國☔外(wài)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(you)于用料多、加工(gōng)工藝複雜、标定(ding)費用高、基本上(shang)依賴，使得其售(shòu)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(you)于污水具有流(liu)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(zao)成了很大的困(kùn)難。通過對以上(shang)幾種流量計的(de)分析、比較，在污(wu)🌈水流量測量過(guo)程中，電☔磁流量(liàng)👌計的綜合性能(neng)較好。要想使污(wū)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(wu)水水質✌️條件，才(cai)能選擇合适型(xing)号的流量計。