注水流量計和超聲波流量計的特點(diǎn)比較及選型

工業(yè)生產(chǎn)帶來(lái)的環(huán)境污染以及因為城市人口急劇增長(cháng)而帶來(lái)的環(huán)境壓力，已經(jīng)成為制約一個(gè)地區和國家可持續發(fā)展的重要因素，失去了藍天和碧水，因工業(yè)生產(chǎn)和科技發(fā)展帶來(lái)人們的幸福就成為了負增長(cháng)。中國經(jīng)過(guò)30多年的粗放式經(jīng)濟增長(cháng)模式，雖然積累了相當的財富，但如果環(huán)境保護不加以注重，最終必將也會(huì )拖累最終的經(jīng)濟發(fā)展，目前，工業(yè)廢水和城市污水的排放量也將會(huì )大量增加。如果這些廢水未經(jīng)處理進(jìn)行排放，將會(huì )對環(huán)境和飲用水造成嚴重污染。因此，建立高度白動(dòng)化的污水處理廠(chǎng)成為必然需要。
在污水處理中, 如何正確、合理、經(jīng)濟地選擇流量?jì)x表, 將直接影響水處理工程的自控水平, 工程造價(jià)。流量檢測點(diǎn)不同, 被測介質(zhì)的成分不同, 所用流量計的類(lèi)型也會(huì )不同。注水流量計和超聲波流量計是兩種在水測量中最為普遍也最為適用的流量計，有著(zhù)各自的測量?jì)?yōu)勢和特點(diǎn)，可分別用于不一樣的測量現場(chǎng)，本文就是從技術(shù)和經(jīng)濟兩方面, 對這兩種流量計的性能、價(jià)格等進(jìn)行探討, 以幫助企業(yè)的物資購置人員和技術(shù)設計人員正確的的產(chǎn)品選型和使用維護有所幫助。
1工藝流程
工藝流程見(jiàn)下圖

這就要求有不同介質(zhì)的流量被測量，同時(shí)，市場(chǎng)上又不斷推出新的流量計供你選擇，那么，如何合理地選擇適合不同介質(zhì)的流量計顯得非常重要。本文從污水處理的工藝流程、流量計的工作原理、技術(shù)經(jīng)濟指標等方面進(jìn)行探討。
從上圖中可以看出，各流量檢測點(diǎn)所選擇的流量計類(lèi)型是不相同的。主要原因是被測介質(zhì)的成分不同。在污水處理廠(chǎng)中，一般進(jìn)口流量采用文丘里加超聲波傳感器進(jìn)行測量，由于超聲波傳感器具有易安裝，不易被磨損。但是，如果被測介質(zhì)的表面浮有大量泡沫，則來(lái)白超聲波傳感器的超聲脈沖可能被吸收，使測量受到干擾，嚴重影響測量精度。此時(shí)可采用靜壓式的傳感器來(lái)代替。
2工作原理
不同類(lèi)型的流量計使用于不同的場(chǎng)合，主要有流量計的工作原理決定的。下面就污水處理廠(chǎng)常用的流量計進(jìn)行說(shuō)明。
21超聲波流量計
超聲波流量計的換能器成對地安裝在管道的兩側，兩個(gè)換能器交替地被作為超聲波信號的發(fā)生器或接收使用。聲波會(huì )被流動(dòng)的液體攜帶著(zhù)流動(dòng)，聲波會(huì )受到液體流速的影響，假設超聲波信號從換能器,,流傳播到換能器所需的時(shí)間為從換能器B逆流傳播到換能器A(稱(chēng)逆向)所需的時(shí)問(wèn)為T(mén)D則:
這樣，超聲波流量計可以通過(guò)測量△T直接求得流體在聲道上的平均線(xiàn)流速，然后采用一種專(zhuān)有積分方法算出管道橫截面積上的平均面流速宜至流量。
C 1影響超聲波流量計測量精度的因素。從上述計算公式中可以看出，影響超聲波流量計測量精度的因素很多，主要表現在以下兒個(gè)方面:①換能器的安裝位置;②液體的雷諾數;③換能器安裝段上、下游的直管段;①液體中懸浮顆粒和氣泡的體積濃度;⑤換能器安裝段的管道橢圓度。

2超聲波流量計的特點(diǎn)。
盡管超聲波流量計對被測液體的工作條件較為苛刻，對本身安裝要求比較嚴格，但是與其他流量計相比具有一定的特點(diǎn):①既可測一般導聲流體，也可測高溫、高壓、強腐蝕、非導電、易爆和放射性導聲流體;②可以在現有管道上安裝，甚至換能器的安裝、維修不需要停止管道中流體的流動(dòng);③換能器安裝在管道外壁、管壁和管道內表面上，基本對流場(chǎng)不造成干孤沒(méi)有壓力損失;①特別適合大口徑流量的測量，其造價(jià)基本與口徑大小無(wú)關(guān);⑤據資料顯示，目前超聲波流量計的精度:雙聲道已達1. 0級，四聲道可達0. 5級，完全滿(mǎn)足一般測量要求。
2. 2注水流量計
注水流量計測量的基礎是法拉第電磁感應原理。激磁系統由線(xiàn)圈和鐵芯組車(chē)組h}當通電后產(chǎn)生一個(gè)工作磁場(chǎng)，測量導管置于磁場(chǎng)中，在導管內壁上裝有一對電極。當導電介質(zhì)流經(jīng)導管時(shí)，相當于導體在磁場(chǎng)中切害」磁力線(xiàn)，其產(chǎn)生的感應電動(dòng)勢由電極檢出，其流量大小可由下式求出:
Q=K· ED/4B
式中:
K———比例系數;
E———感應電勢;
D———管道直徑, 即垂直切割磁力線(xiàn)的導體長(cháng)度;
B———磁感應強度;
由此可以看出:當注水流量計選定后，D是常數，只要B保持不變，則Q與E之問(wèn)具有一定的線(xiàn)性關(guān)系，因而儀表具有均勻刻度。目前注水流量計測量精度可達OS級以上。
(1) 注水流量計的特點(diǎn)及使用范圍從注水流量計的工作原理可知，在使用過(guò)程中表現出以下兒個(gè)方面的特點(diǎn):①測量截面沒(méi)有收縮，因此無(wú)壓力損失;②測量不受被測介質(zhì)粘度的影響;③與流速分布無(wú)關(guān);①適合于很寬的管徑范圍((6一3000}⑤具有很好的線(xiàn)性度和穩定性;⑥較短的前后直管段(前5p后3 D注水流量計的使用:①被測液體的最小電導率s/叨②大口徑安裝困難;③如果在測量管內的電極上有沉積物會(huì )影響測量精度;①價(jià)格昂貴，特別是大口徑的。
注水流量計最好垂直安袋并且流體應白下而上，這樣不盡可以保證滿(mǎn)管，而且保證了懸浮固體下沉。如果流量計要水平安裝，應該使測量電極處在水平軸線(xiàn)上，這樣避免了由于空氣泡的產(chǎn)生而造成干擾，影響測量誤差。
3技術(shù)經(jīng)濟比較
在儀表選型時(shí)，技術(shù)和經(jīng)濟是需要同時(shí)考慮的兩大基本要素，既不能言目的追求“高”“精”“尖”也不能只考慮價(jià)格便宜，下面就注水流量計和超聲波流量計進(jìn)行比較。
3. 1超聲波流量計
口徑1001800n們;雙聲道，約5萬(wàn)元人民幣以?xún)取?br /> 4. 2注水流量計
口徑100一1600橡膠襯里，配對法蘭，電極材料欽，接地環(huán)約2一13萬(wàn)元人民幣。
從價(jià)格比較發(fā)呱當兩種流量計在技術(shù)上都可以選擇時(shí)，口徑在800~以下應考慮選擇注水流量計，口徑在800~以上應考慮選擇超聲波流量計。流槽加液位傳感器，所謂的明渠流量計，其價(jià)格的變化主要取決于流槽的價(jià)格，因為液位傳感器的價(jià)格基本與流量大小無(wú)關(guān)。設計人員在選擇明渠流量計時(shí)，應該考慮流槽的加工情況。否則當流槽尺寸不精確或材料容易變形，都會(huì )引起很大的測量誤差。物資購置人員應根據實(shí)際需要選擇適合的流量計。
4結束語(yǔ)
作為儀表系統的設計人員在設計中應該多與工藝設計人員商討，互相合作，有時(shí)通過(guò)改變某個(gè)測量點(diǎn)，就會(huì )有意想不到的收獲，可能會(huì )帶來(lái)很大的經(jīng)濟效益。儀表的選型看似簡(jiǎn)單，其實(shí)大有學(xué)問(wèn)可作。例如電磁流量休一般選擇口徑與管道一樣的流量計，但考慮到流量計的測量范圍比較寬，價(jià)格比較昂貴，就可以選擇口徑較管道小的流量計，這樣還能增大流速，防止沉淀的產(chǎn)生。但是這樣以來(lái)，又會(huì )帶來(lái)流體的壓力損失和管了縮徑費用的增加，那么究競選擇多大口徑的流量計最合適呢?這就要求我們設計人員在實(shí)踐中不斷摸索和總結經(jīng)驗，只有這樣才能對儀表有一個(gè)經(jīng)濟、合理的選型。

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