無源汙水管道流量計的開發應用

目前，國內市場相（xiàng）繼（jì）出現了不少（shǎo）種汙水（shuǐ）管道（dào）流量計產品（pǐn），應用到各種汙水計量環境（jìng）中，給環境管理（lǐ）提供了準確的數據。通過調查發現有三個問題給流量計的應用造成了一（yī）些問題，一是（shì）汙水排（pái）放口多設在廠界，一般環境較差，既沒有電源（yuán）又（yòu）沒有旋轉二次儀（yí）表的地（dì）方，而市場現（xiàn）在銷售的儀表不但要求有電源，而且二次（cì）儀表還要求使用環境，一台（tái）流量計1萬元（yuán）左右，但配套電源（yuán）和,儀表使（shǐ）用環境所需投資是儀表投資的3～8倍，個別（bié）情況還要多。*二個問題是（shì）流量計的傳感（gǎn）器在高寒地區不（bú）宜使用，一般廠家標出的低限使用溫度都在-10℃，而在東北地區超過這一溫度的時間大致在 3～4個月，這樣就（jiù）給使用單位造成了一些困難。*三是儀表使用精度（dù）問（wèn）題，在調查過程中發（fā）現（xiàn）百分（fèn）之九十以上的用戶使用的是明渠流量計，既然是明渠測流，也不能解決整體汙水測量的準確性，因為帕歇爾水（shuǐ）槽測量的粗（cū）度尚沒有充分的數據，其槽與（yǔ）水位計組合的精度一般3%～5%左右，如美國ISCO生產（chǎn）的流量計標（biāo）出的流量精度為5%，而（ér）標的水位精（jīng）度在千分之二，既然使用槽作為測流手段，那麽使用一些簡單的儀表與槽配合完全（quán）可達到計量要求。
流量計
根據上述問題，我們（men）推薦一種無緣汙水管道流量（liàng）計。
2、原理與特點
本儀器現場安裝結（jié）構如圖（1）所示，其（qí）原理是（shì）水通過水槽1（該（gāi）設計是（shì）以帕歇爾水槽（Parshall）為標準），將水量變換成標準水位，由浮子3（參（cān）看圖2）帶動水位流（liú）量變（biàn）換裝置4，該變換裝置將（jiāng）變換好的流量信號經傳動裝置6傳給顯示裝置5顯（xiǎn）示瞬時流（liú）量，並同時經傳動裝置（zhì）6將這一（yī）信號傳給記錄裝置10，這（zhè）一裝置采用了自記（jì）鍾的原理（lǐ），在特製的記錄紙上將流量信號（hào）按時間及日期記錄（lù）下來，記錄滿後由儀表操作者收回統計：

該流量計區別於其它型式流量計主要是：

（1）全機（jī）械不需要任何電源。

（2）整機沒有電子原器件,受溫度、濕度及水質（zhì）影（yǐng）響小，曾在-40℃～50℃的情況下（xià）試驗（yàn）運行正常，適用範圍廣。

（3）儀器造價低，,600～800台（tái）。

（4）結構簡單，運行可靠，需維護量*小（xiǎo）。

（5）操作方（fāng）便，使用人（rén）員不需專門培訓，一般工人即可操作。

3、係統（tǒng）設計

3.1量水槽設計

一般明渠測流量使用的方法較多，該儀（yí）器采用了國內外通有的帕歇爾水槽，人為改變流態，但（dàn）不改變流量，流體流過水槽時其水位高度和流量有一定的函數關係，用帕歇爾水槽測量汙水（shuǐ）具有建築體積小，水頭損失小，無淤積，不易堵塞，便於工廠商品化。水槽可用（yòng）PVC塑（sù）料、鋼板和玻璃鋼製造。在使用環境好（hǎo），要（yào）求（qiú）不高時也可設計采用三角堰和矩形堰，製（zhì）造更為簡單，帕歇爾量水槽尺寸可通用見中華人民共和國（guó）**計量檢測規程手冊（JJG711-90）。

3.2液位計設計

有了標準水槽，測（cè）量流量就（jiù）可通過測量液位求得流量結果， 因為汙水（shuǐ）流（liú）經帕歇爾水槽時形成一定的液（yè）位高度。在自由狀態（tài）下流量與液全高度之間存在（zài）著固定的函數關（guān）係：

Q=CHs

式中Q為瞬時流量,H為（wéi）液位高度，C、N是與帕歇爾水槽有關係的係數。設計采用（yòng）了（le）浮子帶動（dòng）變換器的（de）方法，實現液位高度滿足記錄（lù）儀的標準要求。在這一過程（chéng）中也產生了儀表的主要誤差，造成誤差的因素是浮（fú）子的傳遞誤差和記（jì）錄（lù）誤差。分析（xī）如下：

（1）浮子連線由於溫度變化引起的膨脹誤差e1，浮子連線采用1R18Ni9Ti材質不鏽鋼絲，長度在1.5m左右，查得膨脹係數為11.2×10-6（1/℃），設計環境*大溫差為±30℃，有eman=0.5mm。

（2）記錄紙誤差（chà）e2，根據上（shàng）海（hǎi）記錄紙廠標準給出e2〈0.5mm。

（3）記錄儀誤表e3，因記錄儀設計采用,**標準設備，出廠給出的*大（dà）誤差〈0.05.因此e3man=0.05mm。

（4）現場安（ān）裝零的誤（wù）差e4。也就是浮子在靜水井裏當沒水時標校產生的誤差（chà），如按要求標校產生的誤差，按要求標校e4man可小於1mm。

上（shàng）述所述誤差*大（dà）值的和（hé）為emax。

該儀器測量液（yè）位時*大相對誤差〈3‰（按30m³/min*大流量，液位（wèi）*大高度820mm計算）。

3.3瞬時流量顯示設計

流量計表盤刻度是根據流（liú）量公式Q=CHN，通過液位長度計算出相應的角度，表盤上的相應角度代表相應的流量。

3.4記錄紙設計

記錄（lù）紙其長度和寬度根（gēn）據記錄設備要求，其橫坐（zuò）標可以設計成以小（xiǎo）時為單位，也可以設計成以天為單（dān）位，可以根據用戶要求設計成不同型式，其縱坐標也是根據流量公（gōng）式Q=CHN計（jì）算得到，量程（chéng）可自己選擇，其樣式可參見圖3。

3.5技術指標

（1）測量範圍:0-25m³/min（根（gēn）據用戶要（yào）求可調整）。

（2）測量誤差：流量〈5%F.S；液位〈5‰F.S （3）工作（zuò）方式：連續

（4）使用溫度：-30℃～50℃。

（5）使（shǐ）用濕度〈RH85%

（6）重量:3.5kg。

4、存在問題

（1）該儀表的累（lèi）計流量是通過記錄紙統計得出，需要操作者計（jì）算，雖說很容易，但要多一道手續。

（2）有時用戶（hù）在測量流量的同時要等（děng）比采（cǎi）樣，等比（bǐ）采樣的設備要求有一個模擬信號，因該（gāi）儀器是無源儀（yí）表（biǎo），故沒有這一輸出。設計者也考慮到這一點，如有要求可在儀表的傳動軸上加（jiā）接一個滑線電（diàn）阻式傳感器，加（jiā）接後仍然不需加電源，電源由取信號端加接即可。