關於幾類測鹽水流量用流量計的特點及選型的分析

在工業性和生活（huó）性的（de）汙水淨化處理中，需要對於生（shēng）產中的各個環節的汙（wū）水流量做到實時的監控與監測，流量數據（jù）不僅關係到生產能否穩定進行，也是對於企業生（shēng）產效率高（gāo）低的評價給（gěi）予數據（jù）支持。為了（le）做到這一點，就需要（yào）用到大（dà）量的流（liú）量計。如何根據不同的測量現場需要選擇不同類型的流量計也是（shì）非常有（yǒu）考究的，選型技（jì）術工程師（shī）必須對於（yú）本廠所沒的汙水類型及其它（tā）相關數據作一個通盤的考慮才能予以確定。本文就是針對（duì）於在汙水測量中各（gè）種不同的技術條（tiáo）件下的選型說明。
一、堰式流量計和槽式流（liú）量計
給/排水道（dào）若為敞開渠道，具有自由表麵自然流，或是一些排水（shuǐ）道和下水（shuǐ）管渠，雖不敞開，但是在（zài）非受壓、非滿水狀態（tài）下流動，實際上都屬於明渠，可以采（cǎi）用堰式流量計和槽式流（liú）量計進行計量。
其優點是:測量精確度較（jiào）高（gāo），可靠性好，對液體無特殊（shū）要（yào）求。槽式流（liú）量計所在的水中固態物質幾（jǐ）乎不沉澱且隨水流排出，堰式流量計所在渠道要截流但檢測元件結構較簡單，直管（guǎn）段要求較短，槽式流量（liàng）計水位抬高比（bǐ）堰（yàn）式流量計小，適用於（yú）不允許（xǔ）有大（dà）落差（chà）的渠道等。而其缺點在於:水頭（tóu）損失大，不能用於接近平坦地麵的（de）渠道，堰式流量計上遊直管段比槽（cáo）式流量計長，堰上遊易堆積固形物（wù），要定期（qī）清理，槽式流量計所在渠道一（yī）段要裝入槽但（dàn）檢測件結構較複雜等。
堰式流量計的測流槽有直角三角堰(60°或90°)、矩形堰及等寬堰等。槽式（shì）流量計測流槽有（yǒu）多種形式，主要有矩形明（míng）渠的P槽(常（cháng）用)及圓（yuán）形明渠的PB槽等。堰式流量計和槽式流量計都是用液位計來間（jiān）接進行流量測（cè）量，因此均需配用非接（jiē）觸超聲式液（yè）位計來連續測量液（yè）位，並按照製（zhì）定的流量（liàng）同液位的關係計（jì）算流量值（zhí），例如某一種（zhǒng）超聲式液位計與三（sān）角堰配用流量計量（liàng）精度可達±(1.00～3.00)%×FS，與（yǔ）矩形堰配用流量計量精度可（kě）達±(1.00～5.00)%×FS，與巴歇爾槽(即P槽)配用流量計量精度可達±(3.00～4.00)%×FS。注意，為（wéi）保證超聲式液位計的正常使（shǐ）用，測量點必須避免表麵有大（dà）量泡沫。
二、流速－水位流量（liàng）計
流速－水位流量計實際（jì）是液位計(常采用壓力式、靜壓式和超聲波液位計)和流量計(常采用時間差法超聲波流量計、多普勒超聲波流量計和測鹽水流量用流量計)的組合，它也屬於明（míng）渠流量計，常被置（zhì）於矩形明渠中，使用液位計來測液位(因矩形明渠寬度（dù）已知則流（liú）通麵積可（kě）知)，使用流量計來測流速(使用（yòng）時間差法超聲（shēng）波流量計測（cè）的是線平（píng）均流（liú）速，多普（pǔ）勒超聲波流量計測的是測量點流速或局（jú）部小麵積平均流速)，兩（liǎng）者相乘便可得到流量（liàng）值。從一般意義上講，汙水處理裝置入口待處理汙水較（jiào）為渾濁，壓力式或靜壓式液位計故障率較高，多普勒超聲波流量（liàng）計較為適用;汙水（shuǐ）處理裝置出口淨化後汙水較為清澈，靜壓式液位計和時間差法超聲波流量計較為適用;測鹽水流量用流量計測流速均能適用(從一定意義上說就（jiù）是非滿管測鹽水流量用流量計（jì）)。其優點是:水（shuǐ）頭損失小，測量範圍寬，可測逆向流，水（shuǐ）中固態物質幾（jǐ）乎不沉（chén）澱且（qiě）隨（suí）水流排（pái）出，不必改動渠（qú）道。其缺點是上/下遊直管（guǎn）段要（yào）有足夠長的直渠渠道，上遊直管段比堰式流量計和槽（cáo）式流量計（jì）長。
三、測鹽水流量用流（liú）量計
測鹽水流量用流量計是（shì）測量導電性流體理想的體積流量計，因此它（tā）*適用於汙水流量的計量，從汙水經沉澱濃縮後進（jìn）入離心脫水機，離心脫水（shuǐ）機入口汙泥（ní）流（liú）量計采用測鹽（yán）水流量用流量計就能得到很（hěn）好的證明，從（cóng）這個意義上說，測鹽水流量用（yòng）流量計屬於萬（wàn）能流量計。
其優點是:傳感器安裝處管道為光滑直管、無阻塞（sāi）、無磨損、壓損小，無可動部件，可靠性高，長期穩定性（xìng）好（hǎo），免維護（hù）;測量範（fàn）圍大，保證精度的測量範圍一般可達40∶1;對流體狀況要求不高，對前（qián）/後直管段要（yào）求低(如前5D後2D);精度高可達±0.20%×FS;口徑範圍大(DN1～DN3000mm);可測正/反方向流量;與流體接觸的電*和內襯材料（liào）有多種（zhǒng）選擇;響應速度可達10ms;可自清洗等。
其缺點（diǎn）是:有*小電導率的限製;磨（mó）損和（hé）結（jié）垢會影響測量精度;流體需要充滿管（guǎn）道(也有不滿管（guǎn）型測鹽水流量用流量計，但精度較低);大口（kǒu）徑產品價格高，口徑（jìng）越大價格越高（gāo）。
測鹽水流量用流量計按激磁方式可分為直流激磁(目前已（yǐ）不采用)、交流激磁(工（gōng）頻50Hz)及低頻矩形波激磁（cí）(主（zhǔ）流產品)等;按安裝連接方式分法（fǎ）蘭連接(帶測量（liàng）管法蘭式或對夾式)、螺紋連接（jiē）及插入式等;按結構形（xíng）式分為一體型及分體型等;按介質（zhì）狀態分為滿管型和不滿管型（xíng）。交流（liú）激磁的（de）優點是磁（cí）感應強度大、信噪比高且適（shì）用於雙向介質（zhì）等;缺點（diǎn）是容易引進工頻幹擾（rǎo）、容易產生噪聲(比如液體中渦電流與（yǔ）流量信號同相位噪聲、電*汙染形成噪聲及相位移動噪聲等)及零點漂移（yí）大等。
測鹽水流量用流量計（jì）選（xuǎn）用要點*先是精度選擇，滿管（guǎn）型±(0.50～2.00)×FS級，不滿（mǎn）管型±(1.50～2.00)×FS級，插入（rù）型±(2.00～4.00)×FS級;其次是流速選擇，流速範圍（wéi）0.5～10.0m/s，注意易粘附、沉積且結垢的應大於2m/s，含顆粒介質（zhì）的應（yīng）小於（yú）3m/s。
大口徑測鹽水流量用流量計價格（gé）較貴，解決方案是選用插（chā）入式流量計(價格基本不隨管（guǎn）徑而改變)，其優點在於（yú）重量輕、壓損小、易於安裝和維修，其所測流速下限無限製、阻（zǔ）塞影響可忽略，隻（zhī）是誤差較大。大口徑汙水管路由於流速普遍較（jiào）低，泥沙及汙垢等容（róng）易在（zài）探頭（tóu）表麵沉積，因（yīn）此常配有球閥，實現在不斷流情況下可以拆下探頭進行維護和檢查。插入式測鹽水流（liú）量用（yòng）流量計探頭一般（bān）位於管道中的特定位置(一般為管道內徑的1/8處，即管道平均流速之處)，測量該處局部流速，然後根據管道內流速分布及傳感器的幾何尺寸（cùn）等推（tuī）算出流量，不過前/後直管段要（yào）求比普通測鹽水流量用（yòng）流量計要高(如前10D、後5D)，另外管道中必須充滿液體，為防止液體中的氣體在管道中積聚，應在管道*高點安裝排氣閥，實現自動排氣或人工定（dìng）期排氣。
四、超聲波流量計
超聲波（bō）流量計的（de）換能器可以不直接接觸汙水。其按測量原理有傳（chuán）播時（shí）間法(時（shí）間差法等)、多普勒效應法及其他方法等，其中時間差法和多（duō）普勒效應法采用較多;按安裝方式可分為移動安裝(外夾式換（huàn）能器)和固定安裝(帶測量（liàng）管或在線安裝式換能器);按（àn）聲（shēng）道數分單聲道和多聲道。其優點是在於無（wú）阻力（lì）損失、流量下限低及適用於大型管道（dào）等。缺點是隻能用於清潔（jié）的介質、不能用於（yú）小口徑測量及多聲道且價格昂貴（guì）等。同（tóng）時，該流量計精確度差別很大，在時間（jiān）差法超聲波流（liú）量計中，大管徑帶測量管多（duō）聲（shēng）道超聲波流量計的精確度*高，達±(0.50～1.00)%×FS，有的高達±0.15%×FS，但對（duì）安裝要求*高，必須在專業人（rén）員的指導（dǎo）下精確安裝，能夠在線安裝，多普勒超聲波流量計的精度達（dá）±(3.00～10.00)%×FS，當固體含量基（jī）本（běn）不變時，可達±(0.50～3.00)%×FS。
時間差法超聲波流量計（jì）主要用來測量潔淨的流（liú）體（tǐ）流（liú）量，此外（wài）還可以測量固體雜質含量不高(一般固體顆粒含量小於10g/L，顆粒（lì）直徑小於1mm)的均勻流體，但不能測量含有（yǒu）影響超聲波（bō）傳播（bō）的連續混入氣泡、固體顆粒含量較高或固體顆粒直徑較大（dà）的流體流量。因此，被測介質中固體顆粒雜質含量或固體顆粒直（zhí）徑都應有上限（xiàn），具體為:被測介質裏氣泡含量不能超過5%;濁度不能超過5000mg/L，固體含量大於10%不推薦（jiàn）使用;不能有連續的大量絮狀懸浮物;若含有（yǒu）大量泥（ní）沙等顆粒狀物時，其顆粒直徑不（bú）能大於3mm;介質不應在管（guǎn）壁內產生大量（liàng）結晶物。多普勒法（fǎ）超聲波流量計依靠汙水中固體顆粒雜質的反射（shè）來測（cè）量汙水流速，因此適用於固體顆粒雜質（zhì）含量較（jiào）多或固體顆粒直徑較大的（de）髒水（shuǐ）或漿體，如城市汙水、汙泥及雜（zá）質含量穩定的工廠過程液等，而且可以測量連續混入氣泡的液（yè）體，被測介質中必須含有一定數量的（de）散射（shè）體(顆粒或氣（qì）泡)，否（fǒu）則儀表不能正常工作。需（xū）要注意的是，被測介（jiè）質中固體（tǐ）顆粒雜質含量（liàng）或固體（tǐ）顆粒直徑都應有下限。
五、差（chà）壓（yā）式流量計
測鹽水流量（liàng）用（yòng）流量計量還保留了部分孔（kǒng）板流量計，而新上裝置已基本不選（xuǎn）。其優點是:製作簡單、性能穩定、對振動不敏感及抗幹擾能（néng）力較強（qiáng）等。其缺點是:計量精（jīng）度屬於中等水平、範圍度較窄、壓力損（sǔn）失大、安裝要求較高（gāo）、泄漏點多、導壓（yā）管易（yì）被汙水中的固體（tǐ）顆粒等雜物堵塞(有時被迫（pò）采用隔離措施)及維護量較（jiào）大等。
六、測鹽水流量用流量計（jì）量儀表選型建議
用敞開渠道輸送的汙水流量可用堰式流量計、槽（cáo）式流量（liàng）計及流速－水（shuǐ）位流量計等來計量，其精度均可以滿足計量要求。對於要求水（shuǐ）頭損失較小的應選（xuǎn）用流速－水位流量計，不過應對不同水質選擇合適的液位計和流量（liàng）計組合（hé）來構成流速－水位流量計。對於允許水頭損失大的可以選用堰式流量計或槽式流量計，其中（zhōng）造價較為便宜、允許有較大落差和可以定期清理上遊側固態沉積物的可選用堰式流量計，反之則選型槽式流量計，但選用槽式（shì）流量計時應防（fáng）止淹沒流和逆向（xiàng）流。用管道輸送的汙水流量（liàng）可用測鹽水流（liú）量（liàng）用流量計或超聲波流量計進行計量，但要注意測量管、電*及換能器等的清洗。一般來說，管徑不大於200mm時超聲波流量計比測鹽水流（liú）量用（yòng）流量計貴，可選（xuǎn）用測鹽水流（liú）量用（yòng）流（liú）量計，而管徑不小於250mm時超聲（shēng）波流量計比測鹽水流量用流量計便宜，可選用超聲流量計。注意，不必追求過高性能而選用多聲道超聲波流量計(比如單聲道超聲波流量（liàng）計)。從性能上來說，時間差法超聲波流量計和多普勒（lè）法超聲波流（liú）量計對於固體顆（kē）粒雜質含量或固體（tǐ）顆粒直徑在一定範圍內的汙水流量（liàng）均能計（jì）量(即它們的（de）適用（yòng）範圍有一定重合區域)，但低於或超出該範圍就隻能分別選用（yòng）時間差法超聲波流量計或多普勒法超聲波流量計進行計量（liàng）。從這個（gè）意義上說，全麵掌握被測汙水的（de）介質情況是儀表選型的關鍵，當無法確認被測汙水的（de）介（jiè）質情況時應盡量選用測鹽水流量用流（liú）量計，但應注意（yì）多（duō）普勒（lè）法超聲波流量計精度較（jiào）低;另外在大管道上可選用插入（rù）式測鹽水流量用流量（liàng）計、可移動安裝(外夾式換能器)、固定安裝(在線安裝式換能器)式超聲波流量計，精度完（wán）全滿足計量要求，但應優先選
用插入式測鹽水流量用流量計或可移動安裝(外夾式換能器)式超聲波流量計;由於差（chà）壓式（shì）流量計安裝要求較高、泄漏點多、導壓管易被汙（wū）水中的（de）固體顆粒等雜物堵塞且維護（hù）量較大，因此在汙（wū）水流量測量時盡量不選用。
汙水（shuǐ）處理係統中流量測量儀表的選型是一項難題，筆者介紹了4種汙水測量儀表特點（diǎn）選型（xíng）要點，通過了解這幾類測量儀表的性能，根據工藝生產需要選（xuǎn）用合適的測量儀表，使汙水流量的測量和控製（zhì）滿足了精確度和可靠性的要求。

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