污水流(liu)量監測中流量(liàng)計該如何選擇(zé)

摘 要：由于污水(shuǐ)具有流量變化(huà)大、含有雜質、具(jù)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(zhuāng)條件、使用環境(jing)🙇‍♀️、經濟成本等方(fāng)面，對電磁流量(liang)計、超聲波流量(liàng)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(liàng)計是少數幾種(zhǒng)使用比制造困(kùn)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(dìng)📐的導電性，同時(shí)選型又涉及許(xǔ)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(liu)量計的性♻️能特(tè)點和工作🔞原理(lǐ)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(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(jiān)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(jù)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(yì)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(chéng)了*的應用領域(yu)。
  1.2 超聲波流量計(ji)        超聲波流量計(jì)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(duō)，有時間差法、頻(pín)率差法、相位差(cha)法、多普🔞勒法。時(shi)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(diàn)磁流量計一樣(yang)，因儀表流通通(tōng)🧡道未設置任☁️何(hé)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(bie)🌏在大口徑流量(liang)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(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(sheng)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(cè)量的準确度和(hé)可靠性有了很(hěn)大的提高。尤其(qi)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(jing)、低流速測💚量難(nán)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(cháng)傳播，導緻不能(néng)☔正常測量，所以(yǐ)超聲波流量計(jì)更适于測🔴量純(chún)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(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(su)度與流體的速(su)度有明顯的滑(huá)差，要求流體流(liú)動的速🐅度必須(xu)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(cǐ)🎯，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(zhǎng)度要求很長，需(xu)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(wū)水、工業廢水、啤(pí)酒飲料等介質(zhi)的測量，通常不(bu)适用于⛱️非常清(qīng)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(chang)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(dong)能增加，而被加(jia)速處流體的靜(jing)壓力反而會被(bèi)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(hui)☎️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(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(liang)💘計是集差壓式(shì)流量計之精華(hua)的結晶，它的節(jiē)流緣是✌️鈍角，流(liú)動時形成邊界(jie)層，使流體離開(kai)了節流緣。邊界(jiè)層效應使肮髒(zāng)流體不能磨損(sǔn)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(xìng)。适用于各種氣(qì)體和液體、煤氣(qi)💰、各種髒污氣體(ti)介質、直管段不(bú)足的場所🏃和😄對(dui)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(cǐ)，還沒有得到大(da)力的推廣和應(ying)用。
2 流量計的選(xuan)型設計        在進行(hang)流量計的選型(xíng)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(hé)經濟因素這幾(ji)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(shuǐ)含有大量的雜(za)質，有一定的導(dao)電性和腐蝕性(xìng)。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(cè)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(zhì)，合理🧑🏾‍🤝‍🧑🏼選擇電極(ji)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(yào)求十分苛刻，像(xiàng)多普勒法超📐聲(sheng)波流量計隻能(neng)正常測量雜質(zhi)含量相對穩定(ding)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(liú)量計适用于髒(zang)污的流體測量(liang)，但前提條件是(shì)雷諾數應滿足(zu)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(zài)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(xing)應注意。
2.2 流量計(jì)性能方面
        在選(xuǎn)用某種流量計(ji)時，首先應綜合(he)考慮該種流量(liàng)🏃‍♀️計的精度、重複(fu)性、線性度、量程(cheng)比、壓力損失、輸(shū)出信号特🈲性、響(xiǎng)應時間、不可測(ce)性等因素。
        電磁(cí)流量計的傳感(gǎn)器結構簡單，測(cè)量管内沒有任(rèn)何阻礙♊介💁質流(liu)動的節流部件(jian)，所以不會引起(qi)任何❌附加的壓(ya)力損🚶失，是流量(liang)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(kuan)，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(nèi)電導率的影響(xiang)，反應靈敏，可提(ti)供選擇的口徑(jing)範圍極寬，從幾(jǐ)mm到3m都可以滿足(zu)，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(liàng)計是一種非接(jiē)觸式的測量儀(yi)表，沒有機械傳(chuán)動🏒部件，通道内(nei)也沒有阻礙件(jian)，無壓力損失，能(néng)量損失小，測量(liang)精度不高。V錐流(liu)量計是一種具(ju)有*性能的新型(xíng)流量計，具♈有高(gao)精度、高穩定性(xing)，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(yīng)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(bu)分是由于安裝(zhuāng)出現了問題。
        電(dian)磁流量計水平(píng)、垂直（下進上出(chū)）、傾斜（底進頂出(chu)）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(zheng)滿管流，不能安(ān)裝在管道zui高點(dian)。儀💋表井内安裝(zhuang)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(gāo)，安裝位置至少(shao)要有15D的直管段(duan)長度，不能受振(zhèn)動的影響，否則(zé)測量不。
        V錐流量(liàng)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(zhí)接焊接式、方管(guǎn)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(yú)或等于1D就可以(yǐ)滿足要🔅求。當測(ce)量髒污介質時(shí)，應合理選擇V錐(zhuī)流量計取壓方(fāng)式，避免測量管(guǎn)線堵塞。
2.4 環境方(fāng)面
        環境方面主(zhu)要是考慮周圍(wei)溫度、濕度、安全(quán)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(dou)應盡量避開大(dà)電機、大變壓器(qi)等，以防引入電(dian)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(wen)度在－25~60 ℃ 範圍(wéi)内，一體型結構(gou)溫度還受制于(yu)電子元器件，範(fan)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(kě)靠運行之🏃🏻‍♂️間綜(zōng)合考慮，例如購(gòu)買費用、安裝費(fèi)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(deng)各種因素都要(yào)在有效滿足工(gong)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(guo)E＋H、科隆、日本橫河(hé)等公司産品均(jun1)價格不菲，以DN200mm管(guan)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(kang)腐蝕性的要求(qiu)，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(huá)、四川川儀等生(sheng)産的🤟電磁流量(liang)計産品，精度上(shàng)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(bo)流量計目前常(chang)用的進口品牌(pai)有美國麗聲POLYSONLCSDCT7088系(xì)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(jiān)。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(zai)🈲工程應用上也(ye)很廣泛，與國外(wai)的産品在成本(ben)方面有很大的(de)競争優勢。
       V錐流(liu)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(nei)使用還不✔️廣泛(fan)🈚，因成本關系還(hai)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(ding)⭕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(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(guò)程中，電磁流量(liàng)計的綜合性能(néng)較好。要想使污(wu)水流量的測量(liàng)和控制達到精(jīng)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(cái)能選擇合适📱型(xing)号的流量計。