污水流量计

介绍

    工作原理

    污水流量计由水位流速传感器（探头）和上位机（终端机）及通信电缆组成，是用来测量管道内和渠道内各种污水的体积流量的仪表。

    产品应用

    污水流量计可广泛用于市政给供水、钢铁、石油、化工、电力、工业、水利、水政水资源等部门的液体的体积流量的测量，特别适合于渠道、小型河道的流量测量以及环保处理方面的污水计量。

特点

    污水流量计结构简单、牢固可靠、使用寿命长。

    测量管内无活动部件和阻力部件，无压损，不会产生阻塞 测量可靠，抗干扰能力强 体积小、重量轻、安装方便、维护量小、测量范围宽，测量不受流体温度、密度、压力、粘度、电导率等变化的影响，可在老管道上开孔改造安装，施工安装简单，工程量小。较一般电磁流量计的成本和安装费用低，特别适合大中口径管道流量的测量。采用加工工艺，固态封装、寿命长、使仪表具有良好的测量精度和稳定性。

    １、测量不受流体密度、粘度、温度、压力和电导率变化的影响；

    ２、测量管内无阻碍流动部件，无压损，直管段要求较低；

    ３、系列公称通径DN15～DN3000。传感器衬里和电极材料有多种选择；

    ４、转换器采用新颖励磁方式，功耗低、零点稳定、度高。流量范围度可达1500：1；

    ５、转换器可与传感器组成一体型或分离型；

    ６、转换器采用16位高性能微处理器，2x16LCD显示，参数设定方便，编程可靠；

    ７、流量计为双向测量系统，内装三个积算器：正向总量、反向总量及差值总量；可显示．庄、反流量，并具有多种输出：电流、脉冲、数字通讯、HART；

    ８、转换器采用表面安装技术(SMT)，具有自检和自诊断功能。

计算公式

    污水流量计被测介质流速以每秒2～4升为宜，在特殊情况下，低流速应不小于每秒0.2升，高应不大于每秒8升。若介质中含有固体颗粒，常用流速应小于每秒3升，防止衬里和电极的过分磨擦；对于粘滞流体，流速可选择大于每秒2升，较大的流速有助于自动消除电极上附着的粘滞物的作用，有利于提高测量精度。在量程Q已确定的条件下，即可根据上述流速V的范围决定流量计口径D的大小，其值由下式计算：

    Q=πD2V/4

    Q:流量

    D:管道内径

    V:流速

    污水流量计的量程Q应大于预计的大流量值，而正常的流量值以稍大于流量计满量程刻度的50%为宜。

技术参数

应用范围

    污水流量测量技术与仪表的应用大致有以下几个领域。

    工业生产过程

    流量仪表是过程自动化仪表与装置中的大类仪表，它被广泛适用于冶金、电力、煤炭、化工、石油、交通、建筑、轻纺、食品、医药、农业、环境保护及人民日常生活等国民经济各个领域，是发展工农业生产，节约能源，改进产量，提高经济效益和管理水平的重要工具在国民经济中占有重要的地位。在过程自动化仪表与装置中，流量仪表有两大功用：作为过程自动化控制系统的检测仪表和测量物料数量的总量表。

    能源计量

    能源分为一次能源（煤炭、原油、煤层气、石油气和天然气）、二次能源（电力、焦炭、人工燃气、成品油、液化石油气、蒸汽）及载能工质（压缩空气、氧、氮、氢、水）等。能源计量是科学管理能源，实现节能降耗，提高经济效益的重要手段。流量仪表是能源计量仪表的重要组成部分，水、人工燃气、天然气、蒸汽和油品这些常用的能源都使用着数量极其庞大的流量计，它们是能源管理和经济核算不可缺少的工具。

    环境保护工程

    烟气，废液、污水等的排放严重污染大气和水资源，严重威胁人类生存环境。国家把可持续发展列为国策，环境保护将是21世纪的大课题。空气和水的污染要得到控制，必须加强管理，而管理的基础是污染量的定量控制。 　　我国是以煤为主要能源的国家，全国有上百万个烟囱不停地向大气排放烟气。烟气排放控制是根治污染的重要项目，每个烟囱必须是安装烟气分析仪表和流量计，组成连椟排放监视系统。烟气的流量沆量有很大因难，它的难度为烟囱尺寸大且形状不规则，气体组分变化不定，流速范围大，脏污，灰尘，腐蚀，高温，无直管段等。

    交通运输

    有五种方式：铁路公路、航空、水运、和管道运输。其中管道运输虽早已有之，但应用并不普遍。随着环保问题的突出，管道运输的特点引起人们的重视。管道运输必须装备流量计，它是控制、分配和调度的眼睛，亦是安全监没和经济核算的必备工具。

    生物技术

    21世纪将迎来生命科学的世纪，以生物技术为特征的产业将获得迅速发展。生物技术中需监测计量的物质很多，如血液，尿液等。仪表开发的难度极大，品种繁多。

    科学实验

    科学实验需要的流量计不但数量多，且品种极其繁杂。据统计流量计100多种中很大一部分是应科研之需用的，它们并不批量生产，在市面出售，许多科研机构和大企业皆设专门小组研制专用的流量计。

    海洋气象，江河湖泊

    这些领域为敞开流道，一般需检测流速，然后推算流量。流速计和流量计所依据的物理原理及流体力学基础是共通的但是仪表原理及结构以及使用条件有很大差别。

流量计发展

    流量测量的发展可追溯到古代的水利工程和城市供水系统。古罗马凯撒时代已采用孔板测量居民的饮用水水量。公元前1000年左右古埃及用堰法测量尼罗河的流量。我国的都江堰水利工程应用宝瓶口的水位观测水量大小等等。17世纪托里拆利奠定差压式流量计的理论基础，这是流量测量的里程碑。自那以后，18、19世纪流量测量的许多类型仪表的雏形开始形成，如堰、示踪法、皮托管、文丘里管、容积、涡轮及靶式流量计等。20世纪由于过程工业、能量计量、城市公用事业对流量测量的需求急剧增长，才促使仪表迅速发展，微电子技术和计算机技术的飞跃发展极大地推动仪表更新换代，新型流量计如雨后春笋般涌现出来。至今，据称已有上百种流量计投向市场，现场使用中许多棘手的难题可望获得解决。

    我国开展近代流量测量技术的工作比较晚，早期所需的流量仪表均从国外进口。

    流量测量是研究物质量变的科学，质量互变规律是事物联系发展的基本规律，因此其测量对象已不限于传统意义上的管道液体，凡需掌握量变的地方都有流量测量的问题。流量和压力、温度并列为三大检测参数。对于一定的流体，只要知道这三个参数就可计算其具有的能量，在能量转换的测量中必须检测此三个参数。能量转换是一切生产过程和科学实验的基础，因此流量和压力、温度仪表一样得到广泛的应用。

安装要求

    1)、电磁污水流量计安装环境的选择：

    应尽量远离具有强电磁场的设备，如大型电机、大型变压器、大型变频器等。

    安装场所不应有强烈震动，管道固定牢靠，环境温度变化不大（防止固液两相变化）。安装环境应便于安装和维护。

    2)、电磁污水流量计安装位置的选择：

    安装位置必须保证管道内始终充满被测液体。

    选择液体流动脉冲小的地方，即应远离泵和阀门、弯头等局部阻力件。

    测量双相（固、液和气、液）液体时，应选择不易引起相分离的地方。

    被测管道内径或周长容易测量，并且椭圆度应较小。

    3)、电磁污水流量计直管段长度：

    传感器安装管道上游侧直管段长度应大于或等于10D，下游侧应不小于5D(D为被测管道通径)。

    4)、 流量控制阀门和调节阀门：

    流量控制阀门应安装在传感器上游侧的被测管道内，流量调节阀门应安装在传感器下游侧。

    流量时，通常流量控制阀门应处于全开状态。

测量方法分类

    1 插入式多普勒超声流量计测量原理 　　

    当污水含有较多的泥沙或气泡，并且污水是在满管状态下流动时，适合采用这种原理。 　　

    因为如果采用电磁流量计，开始几年会运行良好，但几年后读数会逐渐变小，主要是因为污水比较脏污，含有大量的粘性污物，在长期运行下会在电极上粘上污物，导致电极灵敏度降低，电磁流量计就不能正常工作了。 　　

    如果采用外夹式超声原理，也会因为管壁导声性能不好、内壁粘附污物、传感器浸水污染耦合剂等原因影响测量效果。 　　

    而采用插入式多普勒原理，可以有效地解决上述问题。当安装位置在地下或浸入工作时，请选用防护等级为IP68的插入式传感器。如果管壁为铸铁、水泥管、PVC管、波纹管等，还可以加选抱箍，保证安装运行稳定可靠。

    2 插入式时差型超声流量计测量原理 　　

    当污水相对较清澈，无太多的杂质或气泡等污物时，并且是在满管状态下流动时，适合采用这种原理。原因同上。

    3 堰槽式超声液位测量原理 　　

    如果污水流经的是开放式的沟渠，可以施工合适的堰槽，用超声液位计测液位，然后通过积算仪转化为污水流量。

    4 明渠式测量原理 　　

    采用面积、流速法，采用液位、流速一体化传感器，同时测量液位和流速，积算仪再根据截面形状及流速、液位信息计算流量。

    5电磁流量计测量原理 　　

    如果污水不会污染或粘附电极，可以采用此法，但要慎用。

优点

    1、HNFS型污水流量计[8][9]的传感器结构简单，测量管内没有可动部件，也没有任何阻碍流体流动的节流部件。所以当流体通过流量计时不会引起任何附加的压力损失，是流量计中运行能耗低的流量仪表。

    2、可测量赃污介质、腐蚀性介质及悬浊性液固两相流的流量。这是由于仪表测量管内部无阻碍流动部件，与被测流体接触的只是测量管内衬和电极，其材料可根据被测流体的性质来选择。例如，用聚三氟乙烯或聚四氟乙烯做内衬，可测量各种酸、碱、盐等腐蚀性介质；采用耐磨橡胶做内衬，就特别适合于测量带有固体颗粒的、磨损较大的矿浆、水泥浆等液固两相流以及各种带纤维液体和纸浆等悬浊液体。

    3、HNFS型污水流量计是一种体积流量测量仪表，在测量过程中，它不受被测介质的温度、粘度、密度以电导率（在一定范围）的影响。因此，污水流量计只需经水标定后，就可心用来测量其它导电性液体的流量。

    4、HNFS型污水流量计的输出只与被测介质的平均流速成正比，而与对称分布下的流动状态（层流或湍流）无关。所以电磁流量计的量程范围极宽，其测量范围度可达100：1，有的甚至达1000：1的可运行流量范围。

    5、无机械惯性，反应灵敏，可以测量瞬时脉动流量，也可测量正反两个方向的流量。

    6、工业用HN系列污水流量计的口径范围极宽，从几个毫米一直到几米，而且国内已有口径达3m的实流校验设备，为电磁流量计的应用和发展奠定了基础。

安装位置选择

    污水超声波流量计-由于传感器的安装位置，被测管路的状态对测量精度有很大影响，因此请选择满足下列条件的场所。

    1．管道圆度好，内表面光滑，管壁均匀。

    2．上游侧5D，下游侧3D以上的直管段，注“D为管道内径”。

    3．被测管路必须充满液体。

    4．必须有足够的空间易于传感器的安装与操作。

    5．在水平的被测管路，传感器不应装在管道的顶部和底部，并避开管道凹凸不平及有焊缝的地方。

污水电磁流量计选型