出水流量計作為酸性工業廢水流量計在廢（fèi）水處理中的應用

在不鏽鋼製造過程中，為了去除退火後帶鋼表麵（miàn）的氧化鐵皮，一般采用由硝（xiāo）酸和氫氟酸配成的混酸進行表麵清洗。酸洗後的廢水除了（le）含有硝酸、氫氟酸和遊離的金屬離子外，還含有由鐵離子和（hé）氟離子、鉻離子和氟離子形成（chéng）的絡合（hé）離子（zǐ）及其不溶物、金屬氧化物及由硝酸（suān）生成的（de）氮化物等，成（chéng）分十分複（fù）雜。這些酸性的工業（yè）廢水若直接排放或處理不當，將會影（yǐng）響（xiǎng）水體的自淨，使水質惡化，汙染環境。作為工（gōng）業生產過程的主（zhǔ）要檢測參數—流量，其測量的方法（fǎ）很多，如容積式、速度（dù）式（shì）、動量式、質量流量式等;相應的流量計種類也很多，有孔板流量計、轉子流量計（jì）、渦輪流量計、渦街（jiē）流量（liàng）計、出水流量計、質量流量計、超聲波流量計等。本文主要介紹的是某不（bú）鏽鋼廠酸性（xìng）廢水處理過程中應用的（de）出水流量計。介紹出水流量（liàng）計在（zài）不鏽鋼酸性廢水處理中的應用，探討了出水流量（liàng）計（jì）的側量原理和結構，以及安裝技術要求和常見的故障，對於掌握（wò）該流量計的使用方（fāng）法和性能具有一定的指導作用，為出水流（liú）量計在線（xiàn）側量提供了一定的參考。
測量原理
出水流量計的測量原理是法拉*電磁（cí）感應定律，即導（dǎo）體在磁場中作（zuò）切割磁力線運動時，在導體中便會產生感應電勢，其大小與（yǔ）磁場的磁感應強度、導體在磁場內的有效長度及導體（tǐ）的運（yùn）動速度成正比。同理，在磁場中作切割磁力線運（yùn）動的導電液體，也會在（zài）液體中產生（shēng）感（gǎn）應電勢，示意圖如圖1所示。
圖（tú）1測量原理

感應電勢的方（fāng）向由右手定則確定，其大小由下式決定:
E= BDV (1)式中:1偽感應電勢;11為磁感應強度（dù）;I偽管道直徑;偽管道內的流體速度。
流量幾等於流（liú）體（tǐ）流速與管道截麵積的乘積，即
q=πD2V (2)
(2) 將式((2壯人式((1 }可得  
q =(πD/4B) E (3)
由式((3河知，在磁感應強度（dù）B不變且（qiě）管道直徑
D}確定（dìng）時，流量與感應電勢呈線形關係。
2內部結構
出水流量計主要（yào）由磁路係統（tǒng）、測量導管（guǎn）、電*、襯裏、外殼以及轉換（huàn）器等部分組成。
2. 1磁路係統
用於產（chǎn）生均勻的直流或交流磁（cí）場（chǎng）。工業生產用的出（chū）水流量計（jì），大多采用SOHzT頻電源激（jī）勵產生交變磁場。
2. 2測量導管
為使磁力線通過測量（liàng）導管時磁通不（bú）被分路並減少渦（wō）流，測量導管必須采（cǎi）用不導磁、低導電率、低導熱率和具有一定機械強度的材料（liào）製成，一般可選（xuǎn）用不鏽鋼(1 (}gN}Ti)、玻璃鋼（gāng）、鋁及其他高強度塑料等。
2. 3襯裏
為確保感應電勢不被金屬測量導管管壁短路，在測量導管的內側及法蘭密封（fēng）麵上必須附著一層絕緣的襯裏。為增加測量導管的耐磨與耐腐蝕性，襯（chèn）裏一般均（jun1）選用（yòng）具有耐腐蝕、耐磨、耐高溫的材（cái）料，如聚氨脂（zhī）橡膠、氯丁橡膠、聚四氟（fú）乙（yǐ）烯等。
2. 4電*

電*結（jié）構如圖2所（suǒ）示，作用是（shì）把由液（yè）體切割磁力（lì）線所產生的感應（yīng）電勢引出。為避免影響磁通分布，電*一般選擇非導（dǎo）磁、耐腐蝕、耐磨材（cái）料，如不鏽鋼(1 (}gNjTi}對於腐蝕性較強的介質，可（kě）選用欽、鉑、鍍金等。
3幹擾信（xìn）號
出水流（liú）量計幹擾信號（hào）主要有三種:(1)電磁荊合產（chǎn）生的靜電感應;(2測流體介質（zhì）產生的電（diàn）化學幹擾;(3)出水流量（liàng）計（jì）供電電源的電壓和頻率波動等電源幹擾（rǎo）。
抗（kàng）幹擾技術的幾個發展過程如下:
70年代（dài）中期，主要采用低頻矩形波勵磁技術（shù），改變工頻幹擾的形態特（tè）征。利用工頻同步采樣技術，使出水流量計獲得較好的抗工頻幹擾能（néng）力，可使其測量精度提高（gāo）、零點穩定、可靠性增（zēng）強。
80年代初采（cǎi）用三值低頻矩形波（bō）勵磁技術和動態校（xiào）零技術、同步勵磁、同步采（cǎi）樣技（jì）術以獲得出水流（liú）量計*佳的零點穩（wěn）定性，進一（yī）步提高抗工頻幹擾和*化電勢（shì）幹擾的能力。
80年代末采用雙頻矩形波勵磁技術，既克服流體介質產生的泥漿幹擾和流體（tǐ）流動噪聲，又具有低（dī）頻矩形波勵磁出水流量計的零點穩（wěn）壓性，實現出（chū）水流量計零點穩定性、抗幹擾能力和響應速度的*佳（jiā）統一，從而提高出水流量計（jì）抗幹擾能（néng）力，是目前*有效（xiào）的抗幹擾（rǎo）措施。
4技術特點
4. 1優點（diǎn）
(1)由於測量導管內部沒有活動或突出部件，測量壓（yā）力損失*小。
(2)一般情況，隻要是（shì）導電率大於5 X 10-異an的液體均可測量。被測介質可以（yǐ）是含有固體顆粒或懸浮物的流（liú）體（tǐ）、泥漿等（děng），也可以是酸、堿等腐蝕（shí）性液體。
(3)流量計輸出（chū）信號不受液體溫度、壓（yā）力、密度（dù）等影（yǐng）響（xiǎng），且輸出電流與體積流量成線（xiàn）性關係。
(4)量程比較（jiào）高（gāo），可達100 '1;測量口徑範圍大，能測1 mm.r2m以上（shàng）;測量精度一般優於0.500}
(5)出水流量（liàng）計反應迅速，可以測量（liàng）脈動信號。
4. 2缺點
(1)被測液體必須（xū）導電。
(2)不能測量氣體、蒸汽和石油製品等。
(3)由於襯裏采製的原因，一般使用溫度為0一200℃o
(4)由於電*是鑲裝在測（cè）量導管上的，一般*高工（gōng）作壓力為（wéi）0.25Mpa
5安裝注意（yì）事項
(1)為減少幹擾（rǎo），出水流量計應安裝在沒有強電場的環境，附近（jìn）也不應有大的用電設備。
(2)需將傳感器的“地”與轉換（huàn）器的“地”用一根導線連接起來，並用接地線將其深（shēn）埋地下。
(3)在出水流量計安裝（zhuāng）完畢後，應測量一下接地電阻（zǔ），接地電阻越小越好。若阻值（zhí）偏大（dà），通常的（de）做法是將傳感器（qì）和轉（zhuǎn）換器分（fèn）別接地，可減少由雜散電流引起的（de）幹擾電勢。
(4)為防止傳感器中沉積物或氣泡積（jī）存，傳感器*好垂直安裝，被測液（yè）體自下而上流動。如條件不允許，也應使傳感器低於出口管，以免積存氣（qì）體;同時應保證測量（liàng）電*在同一水平線上。
(5)電*要求與襯裏齊平，以便流體通過時不受阻礙。電*的安裝位置（zhì）宜在管道的水平方向（xiàng），以防止沉澱物堆積（jī）在電*上而（ér）影響測量精度。
(6)為保證被測液體流速分布軸對稱，傳感器前（qián）應有一定長度的直（zhí）管段。上流側如有彎頭、三通、異徑管等，傳感器前應有5倍管徑的直管段（duàn），如有各種閥門，應（yīng）有10倍管徑的直管段;下流（liú）側的直管段可以短於上流側。
(7)為（wéi）方便檢修傳感（gǎn）器，可增加旁路管，這樣隻要關閉傳感器兩端管道上閥門（mén）就可以進行調（diào）零操作。
(8)信號線應單獨穿人接（jiē）地（dì）鋼管，不允許和電源線穿在一個鋼（gāng）管裏。信（xìn）號線一定要用屏蔽線，長度不得（dé）大於（yú）30m若要求加長信（xìn）號線，必須采用一定的措施，如采用（yòng）雙層屏蔽電纜、屏蔽（bì）驅動等。
(9)被（bèi）測液體的流動方向（xiàng）應為傳感器規定（dìng）的方向，否則流量信（xìn）號相移180幾相敏檢波（bō）不能檢出流量信（xìn）號，儀表將沒有輸出。
(10)被測流體的流速也有（yǒu）一（yī）定的限製，*低流諫不能低（dī）幹儀（yí）表量程（chéng）的10 },*高流諫不韶討10 m/ s
6常見故障（zhàng）及處理方法
6. 1故障類型
按照故障發生時期可分為:(1碉試期故障，出（chū）現（xiàn）在新裝用後調試初期，主（zhǔ）要原（yuán）因是儀表選用（yòng）或設定不（bú）當、安裝不妥等。(2行期故障，在運行一段時期後出現，主要原因有流體中雜質附著電*襯裏（lǐ）、環境條件變化出現新幹擾源等。
6.1.1調試期故障
(1)安裝方麵    通常是電磁流量傳感器安裝位置（zhì）不正確引起的（de）故障，如將（jiāng）傳感器安裝在易積聚氣體（tǐ）的管網*高點;安裝在自上（shàng）而下的垂直管上（shàng），可能出現排空;傳感器後無背壓（yā），流體直接排人大氣造成測量管非滿管。
(2)環（huán）境方麵
通常主（zhǔ）要是管道雜散電流幹擾、空間強電磁波幹擾、大型電機磁場幹擾等。管（guǎn）道雜散電流幹擾一般可采用單（dān）獨接地消除（chú）;若遇到強大的雜散電流，可采取另外措施使傳感（gǎn）器與管道絕緣等。空間電磁波幹擾一般（bān）經信號電纜引人，通常采用單層或多層屏蔽予以消除。
(3)流體方麵
通常被測液體中含有均勻分布的微小氣泡不會影響出水流量計的正常工作（zuò），但隨著（zhe）氣泡的增大，儀表輸出信號會出現波（bō）動。當氣泡（pào）大到遮蓋整個電*表麵時，會使（shǐ）電*回路瞬間斷路而使輸出信號出現更大的波動。
測量混合介質（zhì）時，如果混合未均（jun1）勻就進人流（liú）量傳感進行測量，會使輸出信號產生波動。電*材料與被測介質選配不（bú）當，也將由於化學作（zuò）用或*化現象而影響正常測量。
6. 1. 2運行期故障
(1傳感器內壁附著層    由於出（chū）水流量計常用來測量髒汙流體，運行一段時間後，會在傳感器測量導管內壁積聚附著層而產（chǎn）生故障，這些故障（zhàng）往（wǎng）往是（shì）由於（yú）附著（zhe）層的電導率太大或太小造成的。若附著物為絕緣層，則電*回路將出現斷路（lù），儀表不能正常工作。若（ruò）附著層電導（dǎo）率顯著高於流體電導率，則電*回路將出現短路，儀表也不能正常工作。
(2)雷電打擊
雷擊容易（yì）在儀表線路（lù）中感應出高電壓和浪湧電流，使儀表損壞。它主要通過（guò）電源線或勵磁線（xiàn）圈或傳感器與轉換器之間的流（liú）量（liàng）信號線等途徑引人，尤其是從（cóng）控製室（shì）電源（yuán）線引人占絕大部分。
(3)環境條件變化
在（zài）調試期間由於環境條件較好，流量計工作正（zhèng）常。一（yī）旦（dàn）環境條件變化，運（yùn）行（háng）期間出現（xiàn）新的幹擾源（yuán）咖在流量計附近管道上進行電焊、附近安裝（zhuāng）大型變壓器等天就會幹擾儀表的正常工作，流量計的輸出信號就會出（chū）現波動。
6. 2故障現象及處理方法
6. 2. 1通電後無流量信號輸出
(1供電電源或（huò）接線（xiàn）不正確，檢查供電電源（yuán）或接線是否（fǒu）與說明書要求一（yī）致。
(2)保險絲熔（róng）斷，用（yòng）萬（wàn）用表檢查保險絲，並更換。
(3管道（dào）內無流（liú）量，確認閥門是（shì）否開啟。
(4)轉換器內電路板損壞，可用替代法進行檢（jiǎn）查，並更換。
6. 2. 2管道內無流量卻有信號輸出
(1電磁波幹擾（rǎo），檢查信號電纜，進行（háng）屏蔽處理。
(2)雜散電流幹擾，檢查（chá）接地電阻，重新（xīn）接地。
(3)傳感器參數設置不正（zhèng）確，重新設置參數，減少增益。6.23輸出信（xìn）號波動大
(1)被測液體內含有大量的氣泡或被測液體未混合均勻，改變傳感器安裝位置。
(2)管道震動或抖動大，在流量計上流2一31處加裝固定支架。
(3)電*材料選型不恰當，重新選擇電*。
6.24測量值與真實值偏差大
(1安裝位置不正確，按要求重新進（jìn）行安裝。
(2)傳感器測（cè）量導管內有附著（zhe）物，拆下清洗。
(3)傳感器襯裏磨損嚴重，檢查並（bìng）更換。
(4)參數設（shè）置不正確，根（gēn）據實際情況重新設定參數。
7結束（shù）語
由於電子技術的飛速發展，元器件的集（jí）成化、小型化（huà）、智能化，使出水流量計轉換器的體（tǐ）積大大減小。矩形波激磁和非均勻磁場等（děng）技術的使用，使傳感器要（yào）求（qiú）使用測量直管長度也進（jìn）一步縮短，體積縮（suō）小，重量減輕。近幾年出水流量計的主攻方向是口徑為200以下、傳感器與轉換器結合在一起的智能型出水流量計。

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