超声波流量计、明渠堰槽流量计和电磁流量计对污水流量监控的应用对比

    摘要：本文首要阐述了在污水测量中，如何选择合适的污水流量计，以确保对污水流量监控的准确性和对污水排放更有用的控制。
    为了实现对产业废水、生活污水排放能力更有用的控制，确保污水流量监控的准确性，选择合适的流量计是关键。一般产业废水、生活污水都是比较脏的、有杂物、有的还有腐蚀性。这类液体的计量选用无压力损失、无阻力的流量计是比较合适的。差压式流量计和容积式流量计不应是选择的对象。一般污水测量中选择超声波流量计、明渠堰槽流量计和电磁流量计的比较遍及。

    一、超声波流量计：
    超声波流星计是20世纪70年代随着集成电路技艺的发扬才开始应用的一种流星仪表。适于测量不易接触和观察的流体以及大管径流量。超声波流量测量是一种间接测量方法，对于流速的测量有三种方式:声循环、声学多普勒、时差法。一般污水测量中应用范围最广泛的是时差式超声波流量计。其可以测量杂质含量不高(杂质含量小于10g/L，粒径小于1mm)的污水的流量，而且精度可达±1.0%。
    时差式超声波流量计是利用声波在流体中顺流传播和逆流传播的时间差与流体流速成正比这一原理来测量流体流量的。

    因此只要测出超声波的顺、逆流时的传播时间标tup、tdown，即可求出U。
    超声波流量计由流量计表体、超声换能器、电子线路及流量显示和累积系统等局部组成。超声波发射换能器将电能转换为超声波能量，并将其发射到被测流体中，接收器接收到的超声波信号经电子线路放大并转换为代表流量的电信号供给积算仪表实行显示和积算。
    超声波流量计由流量计表体、超声换能器、电子线路及流量显示和累积系统等局部组成。超声波发射换能器将电能转换为超声波能量，并将其发射到被测流体中，接收器接收到的超声波信号经电子线路放大并转换为代表流量的电信号供给积算仪表实行显示和积算。
    流量计按换能器安装方式可分为接触式和外夹式，接触式流量计按照换能器的数目不同可分为单声道、双声道和多声道流量计。
    此刻的污水流量测量遍及存在着大管径、大流量测量困难的问题，这是因为一般流量计随着测量管径的增全体会议带来制造和运输上的困难，造价提高、安装不易这些缺点，超声波流量计均可幸免。因为超声波流量计可管外安装、非接触测流，仪表造价根本与所测管径无关，性价比高。另外，超声波流量计的流量测量准确度儿乎不受被测流体温度、压力、粘度、密度等参数的影响。故超声波流量计被认为是较好的大管径污水流量测量的仪表。
    超声波流量计是一种工作性能与现场安装有极大关系的流量仪表，所以，选择合适的工作现场，实行正确的安装，才能包管仪表的准确计量。一般，仪表安装时应注意以下几个方面:
    1、流量计应水安全装，并确认管道内流体介质是否满管。
    2、应有足够长的表前直管段长度，是否满足直管段前10D后5D以及离泵30D的距离。(D为管道内直径)
    3,确认管道儿何尺寸(充分考虑到管道内壁结垢厚度)，由流量与管径的关系可知，管径每存在1%的误差，会产生约3%的流量误差，因此，必须将管道内径测量准确。另外，管道结垢，不但造成管径误差，还会使声波产生散射，降低流量计的测量精度。结垢严重的，应将安装换能器的那段管道更换新的不锈钢管道。
    4、在流量计上游的管道设置排气阀，时差式超声波流量计对水中混入的气泡特别敏感，流体中的气泡会造成流量计示值的不稳固，积聚的气体如果正好与探头的安装位置吻合，将造成流量计无法工作。
    5、幸免在水泵、大功率电台，即有强磁场和震动干扰处安装流量计。

    二、明渠堰槽流量计：
    明渠堰槽流量计由量水堰槽和水位流量转换仪表所组成，首要用于测量明渠中污水的流量，其工作原理是，在明渠中设置准则量水堰槽，并按限定位置测量水位，则流过堰槽的流量与水位呈单值关系，按照相符合的流量公式或阅历关系式，将测出的水位值换算出流量值。
    量水堰槽一般分为:薄壁堰、宽顶堰、三角形剖面堰、平坦v形堰、巴歇尔槽和无喉道槽。一般请求过堰槽水流为自由流(即量水堰槽下游水位低于某一限制水位)状态，此时上游水位与流量呈单值关系，当堰槽实行淹没流测量时，也有相符合的阅历关系式实行计算。下表为量水堰槽的流量范围和不确定度。

    有关槽型的选择，无论是选择何种槽，都应考虑以下儿个因素为基础，如用途、被测流量的变化范围、有用水头、非淹没极限及最大淹没系数、渠道特性、经过测流槽所能允许的水头损失总量、所请求的测验精度、使用固定槽所需要的操纵条件，以及经济上的考虑。
    现在污水测量中选用巴歇尔槽的较多，巴歇尔槽的横断面为矩形，其喉道宽的变幅范围较大，从很小( 0. 0254m)到大(15m)甚至更大。巴歇尔槽的一个最大优点是在高淹没系数且低水头损失的情况下，能正常、满意地运转。这就使得该槽尤其适用明渠中淹没流的水流测量。
    明渠堰槽流量计的安装必须按照现场情况确定，安装质量的好坏直接影响流量计的精度。一般请求测流槽中心线应与行近渠中心线完全重合，两边呈对称布置。各局部装置应准确安稳，且不致因水流和温度的变化而腐蚀变形。应做到基础处置，包管安装质量，不致因各种原因产生倾覆、滑动、断裂、沉陷和漏水的情况。喉道应经常保持优良的表面光洁度，其距喉道上下游各1/2H}:距离以内应平整光滑。现场浇筑的槽体，其喉道应采用优质水泥抹面，或用优质不腐蚀材料整饰表面。
    堰槽在使用期间应注意养护，防止损坏，要有有用的防淤、防腐、防冻和防裂办法。要经常检查校测防_0变形，保持各部位尺寸的准确和表面优良的光洁度。当产生槽底淤积或堰顶上粘贴有漂浮物时，应及时清洗。

    三、电磁流量计：
    电磁流量计是自20世纪50年代末随着电子技艺的发扬而迅速发扬起来的新型流量测量仪表。它是是基于法拉第电磁感应定律制成的，用于测量导电液体的体积流量。其工作原理为在封闭管道中，设置一个与流动方向相垂直的磁场，经过测量导电液体在磁场中运动所产生的感应电动势推算出流量。

    当测量管结构一按时，感应电动势e与被测介质流量(流速)成正比，而与流体的状态和物性参数无关。
    电磁流量计的首要特点如下:1、由于测量结果与液体的压力、温度、电导率等物理参数无关，所以测量精确度高、工作可靠;2,测量管内无阻流件，因此无附加压力损失;3、只有管道和电极与被测液体接触，因此，只要合理选择电极材料，即可达到耐腐蚀、耐磨损的请求;4、具有使用寿命长，维护请求低的特点;可以测定正、反方向流体的流量;5,输出信号方式比较灵活，有脉冲、电流、频率等方式。因此按照污水具有流量变化大、含杂质、有腐蚀性、有一定的导电能力等特性，测量污水的流量，电磁流量计是一个很好的选择。
    电磁流量计的选型应从精度等级、测量介质流速、流量与管道口径、衬里和电极材料这几方面考虑。对用于测量污水用的电磁流量计，因其用于贸易结算和环保计量的场合，应选择精度等级高些，如1.0级、0.5级。电磁流量计的满度流量可以在测量介质流速(0.5~12)m / s范围内选用，范围比较宽。但由于污水有易粘附、易沉积、积垢的特点，应选择流速不低于2m/s，最好提高到((3~4)m / s，这样可以幸免粘附、沉积和结垢产生。测量腐蚀性污水用的电磁流量计电极的耐腐蚀性请求较高，不允许腐蚀。腐蚀会破坏电极与衬里的密封，从而造成介质泄漏，导致流量计的损坏。
    要包管电磁流量计的测量精度，正确的安装是很重要的。
   1、应幸免安装在有管道杂散电流干扰，空间强电磁波干扰，大型电机磁场干扰的场所。
   2、应安装在无振动或振动小到对流量计的影响可忽略不计的场所。
   3、应幸免将传感器安装在易积聚气体的管系最高点;或安装在白上而下的垂直管上，或许出现排空;或传感器后无背压，流体直接排入大气而形成测量管内非满管。
   4、电磁流量计的传感器应安装在离任何上游扰动部件至少1 ODN和离下游扰动部件SDN的直管道中。当上游直管道长度不够时，可安装流动调整器。
   5、电磁流星传感器必须单独接地，使传感器和流体大约处于相同电位。

    四、结束语：
    以上几种污水测量用流量计中，明渠堰槽流量计投资低，具有一定的排污水中杂质的能力;电磁流量计计量准确度高，测量范围宽;超声波流量计适合大管径、大流量的污水测量。只有了解这儿种流量计各自的性能，才能选择合适的流量计，确保污水流量监控的准确性。