污(wū)水流(liú)量監(jiān)測中流量計該如何選擇

摘(zhāi) 要：由于污水具有流量變化大、含有雜質、具有導電性和腐蝕(shí)性的特點，導緻其流量計的選擇比較複雜。從被測(cè)對象、流量計性能、安裝條件、使用環境、經濟成本(běn)等方面，對電(diàn)磁流量計、超聲波流(liú)量計、V錐流(liú)量計進行了對(duì)比分(fèn)析，爲污水流量監(jiān)測過程(chéng)中流量計的合理選用提供參考。關(guān)鍵字：污水(shuǐ) 流量監測 電磁流量計 超聲波流量(liàng)計 V錐流量計
        流量計是少(shǎo)數幾種使用比制造困難的儀器儀表之一，主要是因爲流量計種類(lèi)繁多，各有特點，加上被(bèi)測對(duì)象又是污水，特别(bié)是未經處理的污水，不但具有強腐蝕(shí)性，而且還含有大(dà)量的雜質，具有一定的導電性，同時選型又涉及許多技術問題和經濟因素。因此，要做到(dào)技術上可行，經濟上合理，必須對各(gè)流(liú)量(liàng)計的性能特點和工作原理有所了解，才能保證流(liú)量計的選型更(gèng)加合理。本(běn)文通過幾種常用流(liú)量(liàng)計(jì)的介紹，根據實際的應用情況，說明污水流量監測過程(chéng)中如何合理選用不同的流量計。

  1 流量監測中幾種(zhǒng)常用的流(liú)量計
   1.1 電磁流量計        電磁流(liú)量計是根據法拉第電磁感(gǎn)應定律(lǜ)制成的一種測量導(dǎo)電液體體積流量的儀表。由于(yú)其*的優點，目前被廣泛地應用于酸、堿(jiǎn)、鹽等腐蝕性(xìng)介質，易燃易爆介質，污水處理以及化工、醫藥、食品等工業(yè)中(zhōng)的漿液流量的(de)測量，并形成了*的應用領域。
  1.2 超聲波(bō)流量計        超聲波流量計是通過檢測(cè)流體流動對超聲束（或超聲脈(mò)沖）的作用以測量流量的(de)儀表。超聲波流量計的測量方(fāng)法很多，有時間差法、頻率差法(fǎ)、相位差法、多普(pǔ)勒法。時間差法(fǎ)、多普勒法是應用zui多的測量原(yuán)理。
        超聲波流量計和(hé)電磁流量計一樣，因儀表流通通(tōng)道未設置任何阻(zǔ)礙件，均屬*流量(liàng)計，适用于解決流量(liàng)測量困難的問題，特别在大口徑流量測量方面有較突出的優點，近年(nián)來它(tā)是(shì)發展迅速的流量(liàng)計類型之(zhī)一。
        超聲波流量計的特點是可做非接觸式測(cè)量，爲無流動阻撓測量，無(wú)壓力損失，可測量非導電性液體，對無阻撓測量的電磁流量計是一種(zhǒng)補充。時差(chà)法超(chāo)聲波流量計是(shì)目前應用zui廣泛的。随着(zhe)CPU、信号處理技術的(de)發展，測(cè)量的準确度和可靠性有了(le)很大的提高。尤其是時間(jiān)測量技術(shù)的發(fā)展，時差分辨力(lì)提高了，解決了(le)小口徑、低流速(sù)測(cè)量難的問題。應用領域也從淨水擴(kuò)展到循(xún)環水、污水、重油、原油、成(chéng)品油(yóu)以及空氣、天然氣(qì)等多種介質。但有較多氣(qì)泡或懸浮(fú)物的液體會阻礙聲脈沖的正常傳播，導緻不能正常(cháng)測量，所以超聲波流量計更适于測量純淨液體。
        多普(pǔ)勒法超聲(shēng)波流量計一般要求(qiú)流體内有足夠大的散射體存在，而且還得是連續的。通常情況下，散射體的速度與流體(tǐ)的速(sù)度有明顯的滑差，要求(qiú)流體流動的速(sù)度必須比粒子産生沉澱的臨界(jiè)速度大很多，另外(wài)測得的速度隻是散射體相遇點的速度值，因此，測(cè)量的速度值對流速分布和流态有很大的依賴性(xìng)，也就是說直管段的長度要求很長，需在20倍管(guǎn)徑以上。所以，多(duō)普勒法超聲波(bō)流(liú)量計的應用有一定的局限性，較多應用于生活污水、工業廢水、啤酒飲料等介質(zhì)的測量，通常不适用于(yú)非常清潔的流體測量。
  1.3 V錐流(liú)量計        V錐流量計是一種新穎的差(chà)壓式流量(liàng)計，利用一個V形錐體(tǐ)在流(liú)場中産生(shēng)的節流效應來測量流量，如果流體通過(guò)一個節流元(yuán)件時，流速會加快，從而(ér)會使動能(néng)增(zēng)加，而被加速處流(liú)體的靜壓力反而會被降低。壓降的(de)大小與流體的流(liú)速具有一定的函數關系，在其(qí)它條件(jiàn)不變的情況下(xià)，壓降會随流速的增加而增加，随流速的減小(xiǎo)而減小。
        V錐(zhuī)體流量計和其它節流式(shì)流量計不同，它改變了節(jiē)流的(de)布(bù)局，使它從(cóng)中心孔(kǒng)節流變成環狀節流，V錐流(liú)量計是集差壓式流量計(jì)之精華的結晶，它的節流緣是(shì)鈍角，流動時形(xíng)成邊界層，使流體離(lí)開(kāi)了節流緣。邊界層效應使肮髒流(liú)體不(bú)能磨損節流(liú)緣，其β值（等效直徑比）長期不(bú)變，是一(yī)種接(jiē)近理想狀态的節(jiē)流裝置，具有(yǒu)長期的穩定性。适用于各種氣體和液(yè)體、煤氣、各種髒污氣體(tǐ)介(jiè)質、直管(guǎn)段不足的場所和對精度要求高的地方。由于經濟成本和(hé)該儀表還沒有标準或國家标(biāo)準，因此，還沒有得到大力的推廣和應用。
2 流量計的選型設計        在進行流量計的選型設計之前，我們應該首(shǒu)先明确被測對象，然後再(zài)綜合考慮(lǜ)儀表性能、安裝(zhuāng)條件、環境條件和經(jīng)濟因素這幾方面(miàn)因素。
 2.1 明确被測對象        被測(cè)對象就是工(gōng)業廢水，工業廢水含有大量的(de)雜(zá)質，有一(yī)定的導電性和腐蝕性。那麽哪(nǎ)一種更适合這類水質的(de)測量呢？電磁流量計适合測量導電液體（電導率≥5μS/cm）的流量，應根據被測介質(zhì)物性、管道材質，合理選(xuǎn)擇電極形式、電極材質(zhì)、襯裏材質、接(jiē)地方式、防護等級。
        超聲波流量計對被測介質要求十分苛刻，像多普勒法超聲波流量(liàng)計隻能正常測量雜(zá)質含量相對穩定的流體，而時間差法流量計主要用來測量潔淨的流(liú)體。
        V錐流量計适用于髒污的流體測量，但前提條件(jiàn)是雷諾數應滿足要(yào)求。當雷諾數無限制(zhì)地下降時，V錐流(liú)量計(jì)的流出系數随着雷(léi)諾數的減小而減小(xiǎo)，其不确(què)定度将增加。在高(gāo)壓的場合，V錐流(liú)量計使用有局限性，因爲錐體負壓管的結構在承受高壓的情況下會發(fā)生脫落(luò)，導緻事故的發生，選(xuǎn)型應注意。
2.2 流量計(jì)性(xìng)能(néng)方面
        在選用某種流量計時，首先應綜合考慮該種流量計的精(jīng)度、重複性、線性度、量程(chéng)比、壓力損失、輸出信号特性、響應(yīng)時間、不(bú)可測性等因(yīn)素。
        電(diàn)磁流量計的傳感器結構簡單，測量(liàng)管内沒有任何阻礙介質流動的節(jiē)流部件，所以不(bú)會(huì)引起任何附加的壓力損失，是流量計中耗能zui低的流量儀表之一。電磁流量計的量程範(fàn)圍極寬，并且在(zài)測量過程中不受被測介質的溫度、粘度、一定(dìng)範圍内電(diàn)導率的影(yǐng)響，反應靈敏，可提供選擇的口徑範圍極寬，從幾mm到3m都可以滿(mǎn)足，選擇電(diàn)磁口徑(jìng)時應保證zui小流量工況下被測介質流(liú)速不小于0.5m/s。
        超聲(shēng)波流量計是一種非接觸式的測量儀表，沒有機械(xiè)傳動部件(jiàn)，通道内也(yě)沒有阻礙件，無壓(yā)力損失，能(néng)量損失小，測(cè)量精度不高。V錐流量計是一種具有*性能的新型流量計，具有(yǒu)高精度、高穩定性，量程比較寬，而且重複(fú)性好（≤0.1%），準确度高（≤0.5%）。因爲它(tā)是靠節流效應來測(cè)量壓差的(de)，所以有一定壓損。
  2.3 安裝條件方面      許多流量計在運行(háng)過程中存在問(wèn)題(tí)，大部分是由于安裝出現了(le)問題。
        電磁(cí)流量計水平、垂(chuí)直（下進上出）、傾斜（底進頂(dǐng)出）安(ān)裝都(dōu)可以，但要求前(qián)、後需有直管段(duàn)，一般(bān)的(de)要求是前直管段大于(yú)等于5D，後直管段大于等于3D。電磁流量計安裝時(shí)應保證滿管流，不能安裝在管道zui高點。儀表井内安裝的電磁流量計傳感器防護等級應爲IP68。
        超(chāo)聲波流量計的安裝對前、後直(zhí)管段的要求比較高，安裝(zhuāng)位置至少要有15D的(de)直管段長度，不能受振動的影響，否則測(cè)量不。
        V錐流量計的安(ān)裝使用非常方便，安裝(zhuāng)方式靈活，可選管道法蘭式、直接焊接(jiē)式、方管(guǎn)式，所需的直管段(duàn)很短(duǎn)，前直管段小于或等(děng)于3D，後直管(guǎn)段小于或等于1D就可以滿足要求。當測量(liàng)髒污介質時，應合理(lǐ)選擇V錐流量計取壓方式，避免測量管線堵塞(sāi)。
2.4 環境方面
        環境方面主要是考慮周圍溫(wēn)度、濕度、安全因素、信号調節(jiē)及變送、壓力、大氣及電(diàn)子幹擾等對流量計(jì)性能穩定方面的影響。安(ān)裝時都應盡量避開大電機、大(dà)變壓器等，以防(fáng)引入電磁幹擾。
        電磁流量計的(de)環境溫度一般在－30～80 ℃ ，對相對濕度的要求在5%～95%之間，大氣壓力爲86～106kPa；超(chāo)聲波流量(liàng)計對環境(jìng)溫度的(de)要求爲(wèi)：轉換(huàn)器是－10～45 ℃ 、傳感器是－30～60 ℃ （常溫型）和－30～160 ℃ （高溫型）；而V錐流量計(jì)環境溫度(dù)在－25~60 ℃ 範圍内，一體型結構溫度還受制于電子元器件，範圍要窄些，環境相對濕度在10%～90%範(fàn)圍(wéi)内。
2.5 經濟成(chéng)本方面
        流(liú)量計的選擇要在(zài)初期投資和長期可靠(kào)運行之間綜合考慮，例如購買費用、安裝費用、操作費用、維護費用、校驗費用、流量(liàng)計(jì)壽命、備件及消費品、可靠性方面等(děng)各種因素都要在(zài)有效滿足工業(yè)生産可靠(kào)運行的前提下，進行*的經濟(jì)選型。
        電磁流量計(jì)目(mù)前常用的德國E＋H、科隆、日本橫河等公司産品均價格不(bú)菲，以DN200mm管徑(jìng)爲例，價格一般在2萬元(yuán)左右，但随着被測管徑的(de)增(zēng)大和(hé)抗腐蝕性的要求，價格也會相應增加。而像國内比較的(de)北京中瑞能、上海光(guāng)華、四川川儀等生産的電磁流量計産品，精度上也有了(le)很大的提高，并且價格方(fāng)面也有很大的優勢。
       超聲波流量計目前常用的進(jìn)口品牌(pái)有美國麗聲POLYSONLCSDCT7088系列、迪納聲DYNASONISERIES901系列、日本橫(héng)河、英(yīng)國MICRONES，固定式(shì)價格一般(bān)在3～5萬元之間。在國内，像廣(guǎng)州怡文、開封儀表、上海肯特等所生(shēng)産的産品在工程應用上也很廣泛，與國外的産品在成本方面有很大的競争優勢。
       V錐流量計中的(de)V錐(zhuī)由于用料多、加工工藝複雜、标定費用高(gāo)、基本上依賴，使得其售價較高(gāo)，在國(guó)内使用還不廣泛(fàn)，因成本關系還不(bú)能取(qǔ)代其它(tā)流量計。
3 結論       由于污水(shuǐ)具有流量變化大、含有雜質、具有一定的導電(diàn)能力和腐蝕性的特點(diǎn)，對可靠、測量造成了很大的困難。通過(guò)對以上幾(jǐ)種流量(liàng)計的分析、比較，在(zài)污水流量測量過程中，電磁流量計的綜合性能較好。要(yào)想使污水流量的測量和控制(zhì)達(dá)到精度和可靠的要(yào)求，必須(xū)深入了解、分析各流(liú)量計的性(xìng)能和特(tè)點以及被測污水水質(zhì)條件，才能選擇合适型号(hào)的流量計。