在進(jìn)行工業(yè)園區(qū)污水流量監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，流量計(jì)的合理選型尤為關(guān)鍵。筆者在首先明確測(cè)量介質(zhì)的前提下，對(duì)幾種常用流量計(jì)的原理、應(yīng)用范圍和性能特點(diǎn)進(jìn)行了綜合比較，選擇出運(yùn)行穩(wěn)定可靠、能夠提供流量數(shù)據(jù)的流量計(jì)，為工程技術(shù)人員提供一定的參考。

 

1 電磁流量計(jì)

1． 1 工作原理

         法拉第電磁感應(yīng)是電磁流量計(jì)進(jìn)行流量監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)。在結(jié)構(gòu)上，電磁流量計(jì)由兩部分組成: 電磁流量傳感器和轉(zhuǎn)換器，如圖1 所示。

 

         電磁流量計(jì)的傳感器安裝在工業(yè)污水排放管道上，利用導(dǎo)電介質(zhì)在磁場(chǎng)中流動(dòng)所產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)信號(hào)，轉(zhuǎn)換器接收此信號(hào)，然后再放大傳感器送來(lái)的流量信號(hào)，輸出與流量信號(hào)成正比的標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)顯示、累積與調(diào)節(jié)的控制。

 

1． 2 適用范圍

         電磁流量計(jì)主要用于測(cè)量多種導(dǎo)電液體的體積流量，但其電導(dǎo)率***小應(yīng)大于10 － 7 s /m。不能測(cè)量非導(dǎo)電的流體( 油品) 、含有較大氣泡的液體和蒸汽。按照結(jié)構(gòu)電磁流量計(jì)主要分為一體型和分體型。分體型應(yīng)用在振動(dòng)劇烈、含有爆炸性氣體和高溫流體的場(chǎng)合; 而一般情況下，一體型就能滿足要求。

 

         對(duì)于含有各種酸、堿、鹽的強(qiáng)腐蝕性污水，各種水泥漿、礦漿及纖維溶液等具有較大磨損性的流體，奶類、酒類及糖漿等衛(wèi)生要求十分嚴(yán)格的液體，電磁流量計(jì)都是特別適用的。給排水工程中更多使用大口徑流量計(jì); 而要求比較高、測(cè)量困難的場(chǎng)合則更多地使用小口徑流量計(jì)。

 

1． 3 應(yīng)用特點(diǎn)

         電磁流量計(jì)在運(yùn)行過程中耗能較低，不受所測(cè)流體的水質(zhì)、壓力、溫度、粘度及密度等影響。其流速調(diào)節(jié)范圍大，可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)調(diào)節(jié)，上限范圍一般在0． 3 ～ 10． 0m/s，下限一般可為流量計(jì)量程的10%，建議流速為1 ～ 5m/s 效果更好。在現(xiàn)場(chǎng)可以按照企業(yè)排污管道口徑來(lái)選擇流量計(jì)口徑以滿足測(cè)量精度要求。為了減少流體對(duì)襯里的磨損，可以把傳感器中的流速降低; 也可以為了避免流體中固體物沉淀而把傳感器內(nèi)的流速提高。在實(shí)際應(yīng)用中，為了防止含有固體顆粒物的污水對(duì)襯里、電極產(chǎn)生磨損，一般情況下選擇的傳感器口徑比較大，并且其中的流速在3m/s 以下為宜，但為了確保流速的對(duì)稱分布，要盡量加長(zhǎng)上、下游的直管長(zhǎng)度。

 

         一般情況下要求電磁流量計(jì)滿管測(cè)量，所以***好是所測(cè)污水從下往上，流量計(jì)垂直安裝，這樣污水中所含的雜物可以沉積下來(lái)，油脂上升遠(yuǎn)離電極，從而達(dá)到流體充滿管道，保證流量數(shù)據(jù)的可靠性。但在無(wú)法保證垂直的情況下，為避免污水中空氣泡的干擾，測(cè)量電極應(yīng)處于水平的軸線上，從而規(guī)避測(cè)量誤差。

 

4、幾種流量計(jì)的綜合比較

       電磁流量計(jì)、超聲波流量計(jì)、V 錐流量計(jì)都可以用于工業(yè)污水的監(jiān)測(cè)。超聲波流量計(jì)對(duì)所測(cè)介質(zhì)的條件更為苛刻。本案例中所選的流量計(jì)是用于對(duì)工業(yè)園區(qū)企業(yè)污水排放量的計(jì)量收費(fèi)，在測(cè)量精度方面，超聲波流量計(jì)的穩(wěn)定性和測(cè)量精度要比電磁流量計(jì)差一些，并且超聲波流量計(jì)要求很長(zhǎng)的直管段，這又對(duì)安裝條件有限制。

 

 

         電磁流量計(jì)與V 錐流量計(jì)都適用于環(huán)境較惡劣的場(chǎng)合。在測(cè)量精度上，V 錐流量計(jì)要比電磁流量計(jì)高，而且安裝更靈活，對(duì)上、下游直管段的要求很短，但V 錐流量計(jì)要比電磁流量計(jì)昂貴得多。電磁流量計(jì)的測(cè)量精度雖不及V 錐流量計(jì)，但在此應(yīng)用中完全可以滿足要求，而且運(yùn)行穩(wěn)定性和流量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度也很好。表1 是使用電磁流量計(jì)對(duì)園區(qū)某個(gè)企業(yè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)連續(xù)4 天的累積流量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與理論流量的對(duì)比。

 

 

         從監(jiān)測(cè)流量數(shù)據(jù)與理論流量值的對(duì)比可以看出，電磁流量計(jì)運(yùn)行穩(wěn)定，監(jiān)測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確可靠，所以可選用電磁流量計(jì)對(duì)工業(yè)污水流量進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

為了限定排污企業(yè)污水排放量，不但對(duì)使用水進(jìn)行用量檢測(cè)，對(duì)排污水也要實(shí)行監(jiān)管監(jiān)測(cè)，像化工，電子，紡織等生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)生的污水都必須計(jì)量排放。

我公司生產(chǎn)的污水流量計(jì)不但可以防腐蝕，耐磨損，并且對(duì)含有雜質(zhì)固體顆粒物的污水，可以安全計(jì)量。對(duì)管道不滿貫的污水計(jì)量也可以滿足計(jì)量要求。

對(duì)于環(huán)保部門檢查的各項(xiàng)排污要求我們的流量計(jì)都可以滿足。并且可以根據(jù)企業(yè)實(shí)際情況量身定制排污流量計(jì)。

 

一、工業(yè)污水流量計(jì)概述

我公司生產(chǎn)的污水流量計(jì)系列電磁流量計(jì)是一種根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律來(lái)測(cè)量館內(nèi)導(dǎo)電介質(zhì)體積流量的感應(yīng)式儀表，采用單片機(jī)嵌入式技術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)字勵(lì)磁，同時(shí)在電磁流量計(jì)上采用CAN現(xiàn)場(chǎng)總裁，屬國(guó)內(nèi)首創(chuàng)，技術(shù)達(dá)到國(guó)內(nèi)水平。電磁流量計(jì)（污水流量計(jì)）在滿足現(xiàn)場(chǎng)顯示的同時(shí)，還可以輸出4-20mA電流信號(hào)供記錄、調(diào)節(jié)和控制用，現(xiàn)已廣泛地應(yīng)用于化工、環(huán)保、冶金、醫(yī)藥、造紙、給排水等工業(yè)技術(shù)和管理部門。
AK-LDE系列電磁流量計(jì)除可測(cè)量一般導(dǎo)電液體的流量外，還可測(cè)量液固兩相流，高粘度液流及鹽類、強(qiáng)酸、強(qiáng)堿液體的體積流量。

 

二、工業(yè)污水流量計(jì)工作原理：

電磁流量計(jì)的工作原理是基于法拉第電磁感應(yīng)定律。在電磁流量計(jì)中，測(cè)量管內(nèi)的導(dǎo)電介質(zhì)相當(dāng)于法拉第試驗(yàn)中的導(dǎo)電金屬桿，上下兩端的兩個(gè)電磁線圈產(chǎn)生恒定磁場(chǎng)。當(dāng)有導(dǎo)電介質(zhì)流過時(shí)，則會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電壓。管道內(nèi)部的兩個(gè)電極測(cè)量產(chǎn)生的感應(yīng)電壓。測(cè)量管道通過不導(dǎo)電的內(nèi)襯（橡膠，特氟隆等）實(shí)現(xiàn)與流體和測(cè)量電極的電磁隔離，如圖所示。

 

 

 

 

三、工業(yè)污水流量計(jì)優(yōu)勢(shì)及獨(dú)特賣點(diǎn)：

1.傳感器***重要的部件－線圈作***優(yōu)化的設(shè)計(jì)，并通過***嚴(yán)格的實(shí)流試驗(yàn)，切實(shí)保證產(chǎn)品的測(cè)量精度

2.信號(hào)電極作徹底的靜電屏蔽處理，保證小信號(hào)不會(huì)受線圈的干擾，保證低流速的測(cè)量精度

3.線圈與外界作隔離處理，保證線圈長(zhǎng)期的絕緣強(qiáng)度，也就保證傳感器的長(zhǎng)期測(cè)量精度

4.傳感器所有的焊接工藝都采用氬弧焊工藝，雖然成本較高，但能保證焊接的可靠性（焊接是傳感器的***主要的生產(chǎn)工藝），特別是安裝線圈后的***后一道焊接工序，用氬弧焊工藝能保證已安裝的線圈不被損傷

5.采用接地電極結(jié)構(gòu)，形成一個(gè)平衡電極平面，保證整個(gè)測(cè)量平均速度的過程都被限制在平衡電極平面之內(nèi)進(jìn)行，能很好的消除電氣噪聲干擾，提供的測(cè)量結(jié)果

6.采用定制的雙層屏蔽電纜

7.可編程頻率低頻矩形波勵(lì)磁，提高了流量測(cè)量的穩(wěn)定性，功率損耗低

8.特殊介質(zhì)測(cè)量（如漿液）采用高頻勵(lì)磁，消除雜波干擾

9.采用16位嵌入式微處理器，運(yùn)算速度快，精度高

10.全數(shù)字處理，抗干擾能力強(qiáng)，測(cè)量可靠，精度高

11.超低EMI開關(guān)電源，適用電源電壓變化范圍大，抗EMC性能好

12.用單塊電路板完成所有功能設(shè)計(jì)，采用SMD器件和表面帖裝SMT）技術(shù)，電路可靠性高

13.高清晰度背光中文LCD顯示，顯示累積流量、瞬時(shí)流量、流速、流量百分比等

14.菜單操作，使用方便，操作簡(jiǎn)單，易學(xué)易懂

15.雙向測(cè)量系統(tǒng)，內(nèi)部具有三個(gè)積算器可分別顯示正向累計(jì)量、反向累計(jì)量及差值積算量

16.具有自檢與自診斷功能，并在屏幕上顯示

17.獨(dú)特的防雷設(shè)計(jì)

 

 

四、電磁流量計(jì)技術(shù)參數(shù)：

公稱通徑系列　DN（mm）
管道式四氟襯里：10、15、20、32、40、50、65、80、100、125、150、200、250、300、350、400、450、500、600
管道式橡膠襯里：40、50、65、80、100、125、150、200、300、350、400、500、600、800、1000、1200.
流動(dòng)方向：正、反凈流量。量程比：150：1.重復(fù)性誤差：測(cè)量值的±0.1%
等級(jí)：0.5級(jí)、1.0級(jí)（管道式）
被測(cè)介質(zhì)溫度：普通橡膠襯里：-20?＋60℃
高溫橡膠襯里：-20?＋90℃
聚四氟乙烯襯里：-30?＋100℃
高溫型四氟襯里：-30?＋180℃。
額定工作壓力：管道式：DN6?DN80≤1.6Mpa，DN100?DN250≤1.0Mpa，DN300?DN1200≤0.6Mpa.
流量測(cè)量范圍：流量測(cè)量范圍對(duì)應(yīng)流速范圍是0.1?15m/s
電導(dǎo)率范圍：被測(cè)流體電導(dǎo)率≥5us/cm（一體式），大多數(shù)以水為成分的介質(zhì)，其電導(dǎo)率在　200?800μs/cm范圍內(nèi)，均可選用電磁流量計(jì)來(lái)測(cè)量其流量。
電流輸出：0?10mA時(shí)，負(fù)載電阻為　0?1.5kΩ；4?20mA時(shí)，負(fù)載電阻為　0?750kΩ
數(shù)字頻率輸出：輸出頻率上限可在　1?5000Hz　內(nèi)設(shè)定帶光電隔離的晶體管集電極開路雙向輸出。外接電源≤35V　導(dǎo)通時(shí)集電極***大電流為　250mA.
供電電源：85?265V，45?63Hz.
直管段長(zhǎng)度：管道式：上游≥5DN，下游≥2DN.
連接方式：流量計(jì)與配管之間均采用法蘭連接，法蘭連接尺寸應(yīng)符合　GB11988的規(guī)定。
防爆標(biāo)志：mdIIBT4.
環(huán)境溫度：-25?60℃
相對(duì)濕度：5%?95%
消耗總功率：小于20瓦。

 

五、工業(yè)污水流量計(jì)的安裝：

1、電磁流量計(jì)應(yīng)安裝在水平管道較低處和垂直向上處，避免安裝在管道的***高點(diǎn)和垂直向下、處；

2、電磁流量計(jì)應(yīng)安裝在管道上升處；

3、在開口排放管道安裝，應(yīng)安裝在管道的較低處；

4、若管道落差超過5m時(shí)，在傳感器的下游安裝排氣閥；

5、電磁流量計(jì)應(yīng)在傳感器的下游安裝控制閥和切斷閥，而不應(yīng)安裝在傳感器上游；

6、傳感器不能安裝在泵的進(jìn)出口處，應(yīng)安裝在泵的出口處；

7、在測(cè)量井內(nèi)安裝電磁流量計(jì)的方式；

圖7備注：1.入口 2.溢流管 3. 入口柵 4.清洗孔 5.流量計(jì) 6.短管 7.出口 8.排放閥

如何正確選擇安裝節(jié)點(diǎn)：
正確地選擇安裝點(diǎn)和正確安裝流量計(jì)都是非常重要的環(huán)節(jié)，若在安裝環(huán)節(jié)失誤，輕者影響測(cè)量精度，重者會(huì)影響流量計(jì)的使用壽命，甚至?xí)p壞流量計(jì)。
選擇安裝位置時(shí)需特別注意：
非測(cè)量電極的軸線必須近似于水平方向；

測(cè)量管道內(nèi)必須完全充滿液體；
電磁流量計(jì)前方***少要有5＊D（D為流量計(jì)內(nèi)徑）長(zhǎng)度的直管段，后方***少要有3＊D（D為流量計(jì)內(nèi)徑）長(zhǎng)度的直管段；
流體的流動(dòng)方向和流量計(jì)的箭頭方向一致；
管道內(nèi)要有真空會(huì)損壞流量計(jì)的內(nèi)襯，需特別注意；
在電磁流量計(jì)附近應(yīng)無(wú)強(qiáng)電磁場(chǎng)；
在電磁流量計(jì)附近應(yīng)有充裕的空間，以便安裝和維護(hù)；
若測(cè)量管道有振動(dòng)，在流量計(jì)的兩邊應(yīng)有固定的支座測(cè)量不同介質(zhì)的混合液體時(shí)混合點(diǎn)與流量計(jì)之間的距離***少要有30×D（D砂漿流量計(jì)內(nèi)徑）長(zhǎng)度為方便今后流量計(jì)的清洗和維護(hù)，應(yīng)安裝旁通管道；

 

七、污水流量計(jì)現(xiàn)場(chǎng)安裝圖及產(chǎn)品圖：

 

5、結(jié)束語(yǔ)

       工業(yè)污水流量監(jiān)測(cè)中被測(cè)對(duì)象在排放量、雜質(zhì)及腐蝕性等方面的多變特點(diǎn)給流量計(jì)的穩(wěn)定可靠運(yùn)行和測(cè)量造成了很大困難。通過對(duì)幾種常用流量計(jì)的分析、比較、實(shí)際論證和綜合考量，認(rèn)為電磁流量計(jì)對(duì)于監(jiān)測(cè)工業(yè)污水的流量是一個(gè)很好的選擇。