污水流(liu)量監測中流量(liang)計該如何選擇(zé)

摘 要：由于污水(shuǐ)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(jìng)😄、經濟成本等方(fang)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(jiān)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(jiān)測 電磁流量計(ji) 超聲波流量計(ji) V錐流量計
        流量(liang)計是少數幾種(zhong)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(diǎn)，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(you)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(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(lǐ)有所了解，才能(neng)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(jì)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(cháng)用的流量計
   1.1 電(diàn)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(qí)*的優點，目前被(bei)廣泛地應用于(yú)酸、堿、鹽等腐蝕(shi)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(yè)中的漿液流量(liàng)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(jì)是通過檢測流(liu)體流動⚽對㊙️超聲(shēng)束（或超聲脈沖(chòng)）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(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(dian)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(jie)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(jiào)突出的優點，近(jin)年來它是發展(zhan)迅速的流量計(jì)類型之一。
        超聲(shēng)波流量計的特(tè)點是可做非接(jiē)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(xìng)液體，對無阻撓(nao)🔆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(hé)✊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(jing)、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(wu)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(ji)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(da)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(su)度與流⚽體的速(sù)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(chen)澱的臨界速😍度(du)大很多，另外測(ce)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(zhí)對流速分布和(hé)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(fa)超聲波流量計(ji)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(pi)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(liang)。
  1.3 V錐流量計        V錐流(liú)量計是一種新(xīn)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(liu)效應來測量流(liú)量，如果流體通(tōng)✍️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(jing)壓力反而會被(bei)降低。壓降的大(dà)小與流體的流(liu)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(jia)而增加，随流速(su)的減小而減小(xiǎo)。
        V錐體流量計和(he)其它節流式流(liu)量計不同，它改(gai)變了節流的布(bù)局，使它從中心(xīn)孔節流變成環(huan)狀節流，V錐流量(liàng)計是🌏集差壓式(shì)流量🙇‍♀️計之精華(hua)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(jiè)層效應使肮髒(zang)流體‼️不能磨損(sun)節流緣，其β值（等(děng)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(yǒu)長期的穩定性(xing)。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(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(dà)力的推廣和應(yīng)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(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(ji)方🏃面因素。
 2.1 明确(que)被測對象        被測(ce)對象就是工業(yè)廢水，工業廢水(shuǐ)含🌈有大量的雜(zá)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(ci)流量計适合測(ce)量導電液🏃‍♀️體（電(diàn)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(jí)⚽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(yao)求十分苛刻，像(xiàng)多普勒法超聲(shēng)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(jie)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(shi)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(què)定度将增加。在(zài)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(yā)的情❤️況下會發(fā)生脫落，導緻事(shì)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(jì)時，首先應綜合(hé)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(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(rèn)何阻💜礙介質流(liu)動的節流部件(jian)，所以不會引起(qǐ)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(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(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(tí)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(jìng)時應保證zui小流(liú)量工況下被測(ce)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(chuan)動部件，通道内(nèi)也沒有阻礙件(jiàn)，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(jù)有*性能的新型(xíng)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(zhun)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(ji)在運行過程中(zhong)存在問題，大部(bù)分是由于安裝(zhuang)出現了問題。
        電(diàn)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(dan)要求前、後需有(you)直管段，一般的(de)要求是前直管(guan)段大于等于5D，後(hòu)直管段大于等(děng)于3D。電磁流量計(ji)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(duan)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(ze)測量不。
        V錐流量(liàng)計的安裝使用(yong)非常方便，安裝(zhuāng)方式靈活，可選(xuan)㊙️管💋道法蘭🌈式、直(zhi)接焊接式、方管(guǎn)式，所需的直管(guǎn)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(yi)🆚滿足要求。當測(ce)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(quán)因素、信号調☔節(jie)及變⭕送、壓力、大(dà)氣及電子幹擾(rǎo)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(qì)等㊙️，以防引入電(dian)磁幹擾。
        電磁流(liu)量計的環境溫(wēn)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(zhui)流量計環境溫(wen)度在－25~60 ℃ 範圍(wéi)内，一體型結構(gòu)溫度還受制于(yú)電子元器件，範(fan)圍要窄些，環境(jing)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(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(ming)、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(xing)。
        電磁流量計目(mu)前常用的德國(guo)E＋H、科隆、日本橫河(he)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(you)，但随着被測管(guan)徑的增大和抗(kàng)腐蝕性的要求(qiu)，價格也會相應(ying)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(liàng)🌈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(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(suǒ)生産的産品在(zai)工程應用上也(ye)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(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(nei)使用還不廣泛(fàn)，因成本關系還(hai)不能取代其它(ta)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(ding)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(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(liang)計的綜合性能(neng)較好。要想使污(wū)水流量的測量(liàng)和控制☀️達到精(jīng)度和可靠的要(yào)✍️求，必須深入了(le)解、分析各流量(liang)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。