污水流量計(jì)選型

測(cè)量污水選擇什么樣的流量計(jì)要根據(jù)測(cè)量介質(zhì)性質(zhì)管道的公稱口徑（內(nèi)徑）、工作壓力、工作溫度、流量范圍、安裝方式、環(huán)境條件選擇合適的規(guī)格。

測(cè)量污水渾濁液體介質(zhì)，應(yīng)選擇的流量計(jì)品種是：1、超聲波流量計(jì)及智能電磁流量計(jì)。但在選用電磁流量計(jì)時(shí)要考慮液體中不含較多空氣或氣泡。

電磁式流量計(jì)工作原理是基于法拉第電磁感應(yīng)定律，即被測(cè)介質(zhì)垂直于磁力線方向流動(dòng)，因而在與介質(zhì)流動(dòng)和磁力線都垂直的方向上產(chǎn)生一感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)EX感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)EX與被測(cè)介質(zhì)流量（流速）成正比，電磁流量計(jì)不受溫度、壓力、粘度、重度等外界因素的影響，測(cè)量管內(nèi)部無收縮或凸出部分的壓力損失，另外，流量元件檢測(cè)出的最初信號(hào)，是一個(gè)與流體平均流速成精確線性變化的電壓，它與流體的其他性質(zhì)無關(guān)，具有很大的*性。

根據(jù)污水具有流量變化大、含雜質(zhì)、腐蝕性小、有一定的導(dǎo)電能力等特性，測(cè)量污水的流量，電磁流量計(jì)是一個(gè)很好的選擇。它結(jié)構(gòu)緊湊、體積小，安裝、操作、維護(hù)方便，如測(cè)量系統(tǒng)采用智能化設(shè)計(jì)，整體密封加強(qiáng)，能在較惡劣的環(huán)境下正常工作?？蛇x用氯丁橡膠襯里，含鉬不銹鋼（OCrI8Ni12Mo2Ti）電極的電磁流量計(jì)，即可滿足污水流量測(cè)量的要求。

電磁流量計(jì)特點(diǎn)有哪些：
(1)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無活動(dòng)部件和阻礙被測(cè)介質(zhì)流動(dòng)的擾動(dòng)件或節(jié)流件，對(duì)易黏附和固液二相介質(zhì)不易發(fā)生管道堵塞、磨損等問題。可彌補(bǔ)質(zhì)量流量計(jì)不易測(cè)量此類介質(zhì)的不足。
(2)電磁流量計(jì)是一種測(cè)量體積流量的儀表，其測(cè)量不受流體的密度、溫度、壓力、粘度、雷諾數(shù)以及在一定范圍內(nèi)電導(dǎo)率的變化的影響。電磁流量計(jì)只需用水作為試驗(yàn)介質(zhì)進(jìn)行標(biāo)定，而不需要作附加修正就可用來測(cè)量其它導(dǎo)電性液體。這是其他流量計(jì)所不具備的優(yōu)點(diǎn)。
(3)電磁流量計(jì)測(cè)量范圍很大，有的產(chǎn)品測(cè)量范圍達(dá)1000:1。對(duì)同一口徑傳感器，其滿量程只要介質(zhì)流速在0.3~15m/s范圍內(nèi)可任意設(shè)定。電磁流量計(jì)的測(cè)量范圍可涵蓋紊流和層流狀態(tài)兩種速度分布狀態(tài)，這是差壓式流量計(jì)、渦輪式、渦街等流量計(jì)不能與之相比擬的。
(4)測(cè)量原理上是線性的，測(cè)量準(zhǔn)確度高，而且*電信號(hào)輸出，測(cè)量的反映速度快，可測(cè)脈動(dòng)流量和快速累積總量。
(5)耐腐蝕性能好。
(6)原理上是測(cè)量過水?dāng)嗝娴钠骄魉伲瑢?duì)流速分布的要求較低。因此，傳感器前后的直管段要求比其他流量計(jì)短。
(7)可測(cè)正、反兩個(gè)方向的流動(dòng)流體。

介質(zhì)混入氣泡對(duì)電磁流量計(jì)的影響
電磁流量計(jì)測(cè)量介質(zhì)時(shí)，對(duì)于均勻分散在液體內(nèi)的氣泡，不影響體積流量的測(cè)量。有不均勻混入液體的氣泡時(shí)，測(cè)量需要注意以下幾點(diǎn)。
1.電磁流量計(jì)電極在水平位置，混入的氣泡浮于傳感器上部。按照權(quán)重函數(shù)分析，傳感器上部無感應(yīng)電位，因此會(huì)產(chǎn)生負(fù)的誤差。
2.若氣泡集中在W×B乘積（磁感應(yīng)強(qiáng)度和權(quán)重函數(shù)的乘積）低的部分，氣泡分散時(shí)，電磁流量計(jì)測(cè)量輸出會(huì)出現(xiàn)正誤差。相反氣泡集中在W×B乘積高的部分，測(cè)量輸出會(huì)出現(xiàn)負(fù)誤差。這是因?yàn)闅馀菁械牟糠指袘?yīng)電位的密度降低，積分值減小。W×B乘積高的區(qū)域?qū)呻姌O電位差影響大，電位的積分值減小，因此是負(fù)誤差；W×B乘積低的區(qū)域相反。

污水流量計(jì)選型的一般步驟：
根據(jù)介質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)，選用各種不同材質(zhì)的電極；
根據(jù)介質(zhì)的腐蝕性和溫度，選取襯里材料；
根據(jù)管道的材質(zhì)，決定是否要接地環(huán)。如果管道是襯塑管或PVC管則要選用接地環(huán)；
根據(jù)工藝提的流量條件，在滿足儀表對(duì)流速范圍要求的前提下，盡量采用與工藝管道*的口徑；
工藝必須保證有一段管段是滿管的；
根據(jù)工藝參數(shù)的重要程度及使用環(huán)境，選取電磁流量計(jì)。
我們根據(jù)以上原則選取的電磁流量計(jì)，都能滿足生產(chǎn)和計(jì)量的要求，而且儀表壽命很長(zhǎng)。

電磁流量計(jì)如何選型安裝
(1)電磁流量計(jì)是容積式液體流量計(jì)，在測(cè)量時(shí)應(yīng)保證流量計(jì)內(nèi)的液體是充滿管道的。為使流速平穩(wěn)，流量計(jì)前后應(yīng)有大于5D和2D的直管段。流量計(jì)口徑大小的選擇應(yīng)使最小最大流量時(shí)的流速在保證測(cè)量精度的范圍內(nèi)。
(2)當(dāng)不得不裝在自上而下的垂直管道上時(shí)，流量計(jì)應(yīng)裝在管道的下部，且流量計(jì)下游裝有節(jié)流閥門使下游產(chǎn)生一背壓。
(3)當(dāng)測(cè)量容易積渣附著的介質(zhì)時(shí)，不要將流量計(jì)安裝在傾斜管道的最低點(diǎn)。在管低端安裝清洗閥或盲板，定期清洗內(nèi)壁附著物。
(4)在振動(dòng)劇烈的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)將傳感器和轉(zhuǎn)換器分開安裝。口徑至≥DN350的流量計(jì)兩端應(yīng)設(shè)支架或吊架。
(5)安裝在塑料管道或帶內(nèi)襯管道上必須使用接地環(huán)。
如接地環(huán)和測(cè)量電極由不同材料制成，會(huì)引起電化學(xué)腐蝕損壞電極。電極材質(zhì)選配不當(dāng)，被測(cè)介質(zhì)會(huì)使電極極化而減弱信號(hào)的電勢(shì)。因此，電極材料的選擇也應(yīng)引起注意，可參閱說明書及與制造廠商量。
(6)有些工況需在管道內(nèi)注入化學(xué)藥品，注入后會(huì)導(dǎo)致液體導(dǎo)電率不勻?qū)﹄姶帕髁坑?jì)輸出信號(hào)產(chǎn)干擾。對(duì)此，可采用在流量計(jì)下游注入，如需在上游注入則注入點(diǎn)應(yīng)與流量計(jì)保持一定距離，使液體混合均勻。
(7)分體式電磁流量計(jì)的傳感器和轉(zhuǎn)換器間最大電纜長(zhǎng)度與導(dǎo)電率有關(guān)。椐資料介紹導(dǎo)電率為5μs/cm時(shí)長(zhǎng)度不超過10m，100μs/cm時(shí)長(zhǎng)度不超過100m，不然會(huì)引起測(cè)量信號(hào)的失真。
(8)電磁流量計(jì)應(yīng)避免安裝在大功率的電氣設(shè)備和開關(guān)柜傍以減少電磁干擾。
(9)發(fā)生雷擊時(shí)在線路中產(chǎn)生的過電壓和浪涌電流會(huì)通過儀表室的電源線進(jìn)入儀表(電磁流量計(jì))使之損壞。目前，這個(gè)問題已被越來越多的自控人員所認(rèn)識(shí)。設(shè)計(jì)時(shí)在儀表用總電源進(jìn)線端，甚至在單個(gè)儀表的電源端裝過壓和浪涌電流吸收裝置，防止它們對(duì)儀表的損壞。

污水流量計(jì)選型外夾式超聲波流量計(jì)
外夾式超聲波流量計(jì)具有方便安裝、維護(hù)、檢定以及使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，其所具備的測(cè)量特點(diǎn)是電磁流量計(jì)無法比擬的，目前地面水廠大多采用電磁流量計(jì)計(jì)量，每個(gè)周期的檢定拆卸給生產(chǎn)管理帶來很大的難度，如果普遍都采用超聲波流量計(jì)將會(huì)極大地提高生產(chǎn)效率，所帶來的經(jīng)濟(jì)價(jià)值是不可估量的。

外夾式超聲波流量計(jì)用于地面水廠污水計(jì)量的可行性分析
1.污水水質(zhì):雜質(zhì)含量小于10g/L，粒徑小于1mm的均勻流體。滿足外夾式超聲波流量計(jì)的計(jì)量要求，準(zhǔn)確度≤1%。
2.直管段:上游10D、下游5D(D:流量計(jì)的公稱口徑)。
3.管道材料:鋼、不銹鋼、鑄鐵、水泥管、銅、PVC、鋁、玻璃鋼、硬質(zhì)金屬塑料等。
4.介質(zhì)溫度:介質(zhì)溫度≤110℃。
5.流速范圍:(-30～30)m/s。
通過以上幾個(gè)方面的分析，地面水廠的污水計(jì)量可以采用外夾式超聲波流量計(jì)。

外夾式超聲波流量計(jì)的工作原理及特點(diǎn)
1.原理:外夾式超聲波流量計(jì)在儀表的內(nèi)壁或管道的外壁有兩個(gè)雙向?qū)Πl(fā)的振子和接收器。兩個(gè)振子分別沿逆流和順流方向發(fā)射超聲波信號(hào)，通過檢測(cè)雙向傳輸時(shí)間差而求得流體流速，進(jìn)而求出流量。當(dāng)超聲波束在液體中傳播時(shí)，液體的流動(dòng)將使傳播時(shí)間產(chǎn)生微小變化，其傳播時(shí)間的變化正比于液體的流速，其關(guān)系符合下面的表達(dá)式:

其中:θ——聲束與液體流動(dòng)方向的夾角；M——聲束在液體的直線傳播次數(shù)；D——管道內(nèi)徑；Tup——聲束在正方向上的傳播時(shí)間；Tdown——聲束在逆方向上的傳播時(shí)間。

外夾式超聲波流量計(jì)的特點(diǎn)
(1)高準(zhǔn)確度:外夾式超聲波流量計(jì)具有40ps(40×10-12s)的時(shí)間分辨率。
舉例說明:超聲波兩個(gè)探頭距離為0.5m，超聲波在50℃水中的傳播速度為1500m/s，那么兩個(gè)探頭之間的傳播時(shí)間為(0.5m)/(1500m/s)=1/3000s。兩個(gè)探頭間的時(shí)間分辨數(shù)為(1/3000s)/(40×10-12s)=1/12×108次。
(2)高可靠性:超聲波流量計(jì)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，無任何運(yùn)動(dòng)部件、無磨損、無阻塞、無壓損；實(shí)現(xiàn)大范圍的動(dòng)態(tài)測(cè)量；解決了流量?jī)x表的量程比問題；壽命長(zhǎng)，具有長(zhǎng)達(dá)20年時(shí)間的穩(wěn)定性。
(3)方便安裝、維護(hù)、檢定:外貼式探頭超聲波流量計(jì)設(shè)計(jì)使其安裝、拆卸、檢定等對(duì)生產(chǎn)工藝無任何影響。
(4)報(bào)警、記憶、通訊功能:超聲波流量計(jì)可人為任意設(shè)定流量段，實(shí)現(xiàn)報(bào)警功能；流量記憶時(shí)間長(zhǎng)達(dá)5年；超聲波流量計(jì)具有有線通訊功能和無線GSM通訊功能。

超聲波流量計(jì)試驗(yàn)安裝
1.將外夾式超聲波流量計(jì)安裝在注水泵進(jìn)口、電磁流量計(jì)前端，保證超聲波流量計(jì)管段前10D、后5D(D:流量計(jì)的公稱口徑)，保證安裝位置為充滿流體的管段。
2.探頭采用Z法安裝。在安裝探頭前，選擇管材致密部分進(jìn)行探頭安裝，需把管外欲安裝區(qū)域的油漆、銹跡清理干凈，然后在探頭的中心部分和管壁涂上足夠的耦合劑，保證探頭與管壁之間無氣泡及沙礫。然后把探頭緊貼在管壁上捆綁好。
3.探頭的安裝距離以兩探頭最內(nèi)距離邊緣為準(zhǔn)，在輸入了所需的參數(shù)后，查看流量計(jì)顯示窗口所顯示的數(shù)字。使探頭的間距符合顯示窗口的數(shù)據(jù)。
4.把測(cè)量點(diǎn)處的管道參數(shù)輸入到流量計(jì)中。
5.流量計(jì)投運(yùn)24小時(shí)后進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，每8小時(shí)一次，包括瞬時(shí)流量與累計(jì)流量，同時(shí)采集電磁流量計(jì)數(shù)據(jù)對(duì)比。

結(jié)論
1.試驗(yàn)前對(duì)比的電磁流量計(jì)2003年8月在計(jì)量檢定站檢定合格，因此以電磁流量計(jì)為基準(zhǔn)是可信的。
2.兩流量計(jì)相對(duì)比的示值誤差都小于2%，且均為正值，說明超聲波流量計(jì)的線性度是很好的。
3.安裝、維護(hù)、檢定不受工藝限制。
4.外夾式超聲波流量計(jì)適合地面水廠污水計(jì)量要求。