在汙水處理中，如何正確、合理、經濟地選擇流量計，將直接影響水處理工程的自動化控制水平和工程造價。不同的流量檢測點，不同成分的被測介質，不同型別的流量計。本文從技術和經濟兩個方面討論了幾種流量計的效能和價格，以幫助材料購買者和技術設計者。

0.前言

隨著工業的不斷髮展和城市人口的快速增長，工業廢水和城市汙水的排放量也將大大增加。如果廢水未經處理就排放，將對環境和飲用水造成嚴重汙染。因此，有必要建立一個高度自動化的汙水處理廠。這需要測量不同介質的流量，同時市場上不斷推出新的流量計供您選擇。因此，如何選擇適合不同介質的流量計是非常重要的。本文論述了汙水處理的工藝流程、流量計的工作原理、技術經濟指標等。

1.工藝流程

工藝流程見下圖

從上圖可以看出，每個流量檢測點選擇的流量計型別是不同的。主要原因是被測介質成分不同。在汙水處理廠，進口流量一般採用文丘里加超聲波感測器測量，安裝方便，不易磨損。但是，如果被測介質表面漂浮著大量的泡沫，可能會吸收來自超聲波感測器的超聲波脈衝，從而干擾測量，嚴重影響測量精度。此時，可以使用靜壓感測器來代替。

2.工作原理

不同的場合使用不同型別的流量計，這主要是由流量計的工作原理決定的。汙水處理廠常用的流量計如下所述。

2.1超聲波流量計

超聲波流量計的換能器成對安裝在管道的兩側，兩個換能器交替用作超聲波訊號的發生器或接收器。聲波會被流動的液體攜帶，並受到液體速度的影響。假設超聲波訊號從換能器甲傳播到換能器乙所需的時間(稱為正向)為T1，從換能器乙傳播到換能器甲所需的時間(稱為反向)為T2，則：

T1=Lp/(Cp Vp)

T2=Lp/(Cp-Vp)

VP=v. cos

得出超聲波流量計中流體的軸向速度為

其中：Lp——聲波傳播路徑的長度(聲道)；

CP——聲波在靜止液體中的傳播速度；

t-時差t=t1-T2；

——聲波傳播方向與管道軸線的夾角(聲道角);

液體在聲道方向的速度分量；

這樣，超聲波流量計可以通過測量 T直接獲得流體在聲通道上的平均線速度，然後使用專有的積分方法計算管道橫截面積上的平均表面速度，直至流量。

(1)影響超聲波流量計測量精度的因素。從上面的計算公式可以看出，影響超聲波流量計測量精度的因素很多，主要有以下幾個方面：

換能器的安裝位置；液體雷諾數；感測器安裝段的上下游直管段；液體中懸浮顆粒和氣泡的體積濃度；感測器安裝段的管道橢圓度。

(2)超聲波流量計的特點。超聲波流量計雖然對被測液體有嚴格的工作條件和安裝要求，但與其他流量計相比，它有一定的特點：

(1)不僅可以測量一般的導聲液，還可以測量高溫、高壓、強腐蝕、不導電、易爆、放射性的導聲液；

(2)可以安裝在現有管道上，甚至感測器的安裝和維護也不需要停止管道內流體的流動；

感測器安裝在管道外壁、管壁和內表面，對流場基本無干擾，無壓力損失；

特別適合大口徑流量的測量，其成本與口徑無關。

根據資料，目前超聲波流量計的精度，雙通道達到1.0，0

法拉第電磁感應原理是汙水流量計測量的基礎。勵磁系統由線圈和鐵芯組成，通電時產生工作磁場。將測量導管置於磁場中，在導管內壁安裝一對電極。當導電介質流經導管時，相當於導體在磁場中切割磁力線，其產生的感應電動勢被電極檢測到，流量可由下式計算：

Q=K ED/4B

其中：k-比例係數；

e誘導電位；

D—管徑，即垂直切割磁力線的導體長度；

B-磁感應強度；

由此可見，當選擇汙水流量計時，D是一個常數。只要B不變，Q和E就有一定的線性關係，所以米有統一的刻度。目前，汙水流量計的測量精度可以達到0.5級以上。

(1)汙水流量計的特點及應用範圍。從汙水流量計的工作原理來看，它在使用過程中表現出以下特點：被測截面沒有收縮，所以沒有壓力損失；測量不受被測介質粘度的影響；與速度分佈無關；適用管徑範圍廣(6 ~ 3000mm)；良好的線性和穩定性；前後(前5天和後3天)短直管段。

(2)汙水流量計的使用：被測液體的最小電導率為1s/cm；大直徑安裝困難；如果測量管內的電極上有沉澱物，會影響測量精度；貴，尤其大口徑。汙水流量計應垂直安裝，流體應自下而上，既能保證管道暢通，又能保證懸浮物的下沉。如果流量計水平安裝，測量電極應位於水平軸上，以避免氣泡造成的干擾，影響測量誤差。

3.技術經濟比較

在選擇儀器時，技術和經濟是需要同時考慮的兩個基本要素。不要盲目追求“高”、“精”、“尖”，不要只考慮價格低。汙水流量計和超聲波流量計對比如下。

3.1超聲波流量計

直徑100 ~ 1800 mm，兩個通道，5萬左右。

3.2汙水流量計

直徑100 ~ 1600 mm，橡膠內襯，配套法蘭，電極材料鈦，接地環約2 ~ 13萬元。

從價格對比中發現，在技術上可以選擇兩種流量計時，口徑在800 mm以下的要考慮汙水流量計，口徑在800mm以上的要考慮超聲波流量計，流槽加液位感測器的價格變化，也就是所謂的明渠流量計，主要取決於流槽的價格，因為液位感測器的價格與流量無關。設計人員在選擇明渠流量計時，應考慮水槽的加工條件。否則，當流道尺寸不準確或材料容易變形時，會造成很大的測量誤差。材料購買者應根據實際需要選擇合適的流量計。

4.結束語

作為儀表系統的設計人員，要和工藝設計人員討論，互相配合。有時候，通過改變某個測量點，會有意想不到的收益，可能會帶來很大的經濟效益。樂器的選擇看似簡單，但可以學習。比如汙水流量計一般選擇與管道口徑相同的流量計。但考慮到流量計的測量範圍更廣，價格更貴，可以選擇口徑比管道小的流量計，這樣可以增加流量，防止沉澱。但此後會帶來流體的壓力損失和管徑縮小成本的增加，那麼大直徑流量計最適合選擇什麼呢？這需要我們的設計師在實踐中不斷探索和總結經驗，只有這樣才能有一個經濟合理的儀器選擇。
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