摘要：由(yóu)于污水來源不同(tóng)，所含污染物質也(yě)多種多樣👣，總體來(lái)說都比較髒、含有(yǒu)大量雜物、甚至還(hai)有腐蝕性。一般污(wū)水測量🛀中選擇明(míng)渠堰槽流量計、超(chao)聲波流量計 和電(dian)磁流量計 的比較(jiào)普遍。文中将電磁(cí)流量計（以下簡稱(chēng)電磁流量計）與常(cháng)用的超聲波流量(liàng)計和明渠流量計(jì)在污😄水測量中的(de)性能進行了對比(bǐ)，從分析，結果表明(ming)，電磁流量計更适(shi)合污水流量的🧡測(ce)量，能對污水測流(liu)起到實時🔞準确的(de)監控。
0引言
　　流量計(ji)是污水處理廠中(zhong)應用最多、最廣的(de)測量儀㊙️表📧。流⭐量計(ji)的❄️類型多種多樣(yang)，爲了有效控制污(wū)水排放，确保監測(cè)污水排放的🍓準确(què)性，挑選合适的流(liu)量計十分必要。目(mù)前測量污水流量(liang)常用的流量計有(you)明渠堰槽流量計(ji)、超聲波流量計和(hé)電磁流量計等。其(qí)中Endress+Hauser（恩德斯豪斯，簡(jiǎn)稱E+H公司）公司生産(chǎn)的電磁流量計獨(dú)有過電壓勵磁技(jì)術，可快🙇‍♀️速形成磁(ci)場，縮短穩定磁場(chǎng)形成時間，延長穩(wěn)‼️定測量周💘期，有效(xiào)過濾雜散信号，提(tí)高信号獲取強度(du)，測量更穩定，能克(kè)服傳統明渠流🌈量(liàng)計、超聲波流量計(jì)的常見缺點，提高(gāo)測量污水的準确(què)度和精度。爲了對(dui)比這幾種常見流(liú)量計的測流特性(xìng)，本文從✊原理、特點(diǎn)、影響測流準确💞性(xìng)的因素，污水測流(liu)特點等方面對上(shang)述幾種流量計進(jin)行了對比分析，以(yǐ)期選出最适合污(wū)水流量監測的流(liu)量計，使監測值合(he)理可靠，爲實際工(gong)作中污😘水測流儀(yí)表的選擇提供參(cān)考🌈。
1幾種測量方法(fa)的原理和特點
1.1.明(ming)渠流量計
　　明渠流(liu)量計的原理是在(zai)渠道中安置标準(zhǔn)量水堰槽(如巴歇(xiē)爾量水槽)，通過測(cè)量被測流體液位(wèi)高度，再經過測量(liàng)儀器内部的處理(li)器運算得到流量(liang)（根據相應流量公(gong)式或經驗關系式(shi)，将測出的水位值(zhi)換算成流量值）。據(ju)統計，現用大多數(shù)的明渠測量方法(fa)爲巴歇爾槽明渠(qu)流量🏃計，因此本文(wen)以标準巴歇💜爾槽(cao)明渠流量計爲例(lì)進行分析。
标準巴(ba)歇爾槽流量Q計算(suàn)公式如下:
Q=0.375×b×（Ha/0.305）nn=1.569b0.026
式中:b爲(wèi)喉道寬度；Ha爲實測(ce)液位；n是指數，不同(tóng)渠道指數不❄️同。
　　由(you)計算公式可知，流(liú)量測量的準确度(du)是由喉道寬度🤞b和(he)實測液位Ha兩個因(yin)素決定的。實際測(ce)量液位時受到的(de)影響因素最多，如(rú)測量液位儀器的(de)準确度和被測液(ye)面的流動狀态等(děng)。綜🏃‍♂️合而言有以下(xia)幾個方面影響測(cè)量準确度：
1）測量液(ye)位的準确度，主要(yao)取決于液位計的(de)測量準确度。大多(duo)數明渠都在使用(yòng)非接觸式超聲波(bo)液位計，實際測🎯量(liang)時受到被測液體(tǐ)表面浮沫和固體(tǐ)漂浮物的影響較(jiào)大。
2）明渠流量計液(yè)位測量的重複性(xing)主要取決于液面(mian)的穩✨定程度。在實(shí)際測量污水的時(shi)候，經常發生水流(liu)不穩定的情✏️況，如(rú)産生🌈小型漩渦、波(bo)浪、泡沫等，液位測(ce)量✉️的重複性常常(chang)🈲得不到滿足。
3）堰槽(cáo)的幾何尺寸，取決(jue)于測量儀器的準(zhun)确度（堰槽尺寸的(de)制🈚造精度和安裝(zhuāng)技術要求嚴格，稍(shāo)有偏差将會對測(ce)量結果造成較☁️大(dà)誤差）。
　　綜上所述，明(míng)渠流量計在監測(cè)污水流量的準确(què)度，受😍到多方面因(yīn)素的影響，如堰槽(cao)的選型、設計、制作(zuo)、安裝、調試和設置(zhi)，一🧡旦安裝成型後(hou)出現誤差很難糾(jiu)正，在實際測量污(wū)水時受到外界環(huán)境幹擾因素影響(xiang)較大（如被測液面(mian)擾動和結冰等），而(ér)且使用中🍓需要經(jīng)常維護。
1.2.超聲波流(liu)量計
　　 超聲波流量(liàng)計 是20世紀70年代開(kai)始應用的一種流(liu)量儀器，和電磁流(liú)量計一樣，因爲儀(yi)器流通通道未設(shè)置任何阻礙件，都(dou)屬于無🐇阻礙流量(liàng)計，适合測量大管(guan)徑和不易接觸的(de)流體。超聲波流量(liàng)計測量是一種間(jian)接測量方法，主要(yao)有多普勒法和時(shi)差法兩種方式。在(zài)污水測🏃‍♀️量中應用(yong)最廣泛的是多普(pǔ)勒超聲波流量計(ji)。
1.2.1時差法原理
　　在流(liú)體中超聲波信号(hào)順流時傳播速度(dù)快，逆流時信号傳(chuán)播速度慢，通過測(ce)量超聲波信号在(zai)流體中順流和逆(nì)流傳播時間差，即(ji)時差，間接測出流(liú)體流速，再通過流(liu)速可以計算出流(liú)體流量。時差法适(shi)合用于測量純淨(jing)流體，有較多氣👣泡(pào)或雜質的流體會(hui)阻礙超聲波正常(chang)傳播，會影響測量(liang)結果不準确。
1.2.2多普(pu)勒法原理
　　超聲接(jiē)收器接收到超聲(shēng)波傳播途中遇到(dao)的懸浮物🔴質或微(wei)小氣泡而被散射(she)的信号。發射信号(hào)頻率📞受多普勒效(xiao)應（利用✔️聲波所産(chan)生的多普勒頻移(yi)現象，通過在靜止(zhǐ)點檢測從移動源(yuán)所發射聲波産生(shēng)的多普勒頻移來(lái)計算散射體流動(dòng)速度🈲進行測量⚽）的(de)影響變爲不同的(de)信号頻率，根據頻(pín)率之差與流體流(liú)速的數量關系，可(kě)算出流體流量。多(duō)普勒法流量計适(shi)用于測量🌍渾濁流(liú)體，但隻能測量雜(za)質約50mg/L以上的流體(tǐ)。多普勒法測量精(jing)度低于時差法。
1.2.3超(chao)聲波流量計的組(zu)成
　　超聲波流量計(jì)是由流量計表體(tǐ)、換能器、顯示器和(hé)🏒累積系統等部分(fen)組成。超聲波換能(neng)器是将輸入的電(dian)功率轉換成超聲(shēng)📞波傳遞到被測流(liu)體中，接收器接收(shōu)到的超聲波信号(hao)轉換成流量信号(hao)傳遞給積🔴算儀表(biao)進行顯示和積算(suan)。超聲波流量計按(àn)照安裝方式可分(fen)爲插入式、夾裝式(shi)和管段式。
1.3.電磁流(liú)量計
　　 電磁流量計(ji) 是自20世紀50年代末(mò)發展起來的新型(xíng)測量流量儀器。它(tā)是根據法拉第電(diàn)磁感應定律制成(chéng)的，當導電流體在(zai)測量✏️管内的磁場(chang)中做切割磁力線(xian)運動時（流體流動(dòng)方向與磁場方🔴向(xiang)垂直），會産生感應(ying)電動勢，電動勢被(bèi)位于管徑兩端的(de)一對電極檢測到(dào)，傳感器将感應電(diàn)動勢作爲流量信(xìn)号，傳送到轉換器(qi)，經信号處理後，用(yòng)液晶顯示儀顯示(shi)瞬時流量和累積(jī)流量。
　　電動勢的大(da)小與流速成正比(bǐ)，其值爲：E=B×V×D×K，其中，E爲感(gǎn)應電動勢✊，B爲💁磁感(gǎn)應強度，V爲導電液(yè)體平均流速，D爲電(dian)🏃極間距，K爲磁場🔞分(fèn)布于軸向長度有(yǒu)關的系數。由于磁(cí)感應強度B、電極距(ju)離D和磁場🛀🏻分布于(yú)🏃‍♂️軸向長度有關系(xì)數K是常量，所以E與(yu)V成正比，而流量體(tǐ)積又與流速V成正(zhèng)比，所以流量體積(ji)與感應電動⭕勢成(chéng)正比。
1.3.1電磁流量計(jì)
　　Endress+Hauser（恩德斯豪斯，簡稱(cheng)E+H公司）創建于1953年，是(shì)全世界著名的國(guó)際性集團公司，該(gai)公司生産的電磁(ci)流量計相比同類(lèi)電磁☁️流量計有高(gao)頻勵磁技術、四電(dian)極技術，空管檢測(cè)（EPD），電子清洗（ECC）等先進(jìn)功能。
1.3.2電磁流量計(ji)四電極技術
　　電磁(ci)流量計四電機結(jie)構如圖1所示，電磁(ci)流量計擁有四電(diàn)極技術，其中EPD（EmptyPipeDetection）電極(jí)爲用于檢測測量(liang)管滿管狀态，其工(gōng)作基本原理爲EPD電(diàn)極通過電壓，和兩(liang)側電♌極形成☀️導通(tōng)，一旦管内有空氣(qi)，随即報警。

1.3.3電磁流量計的(de)主要特點
1）根據電(dian)磁流量計的原理(li)，測量結果與被測(cè)流體的物理性質(zhì)無㊙️關（如流體壓力(li)、溫度、電導率等），所(suo)以工作穩💘定、測量(liàng)精确度高，其中電(dian)磁流量計獨有的(de)EPD檢測保障了儀表(biǎo)的可靠✍️測量;
2）電磁(cí)流量計的測量管(guǎn)内壁光滑，無阻塞(sāi)，沒有壓力損失；
3）電(diàn)磁流量計測量流(liú)量時，和污水接觸(chu)的部分隻有内👨‍❤️‍👨管(guǎn)道和電極，爲了能(néng)達到耐腐蝕和耐(nai)磨損的要求必須(xu)選擇合👨‍❤️‍👨适的電極(jí)材料（如不鏽鋼等(deng)）；
4）電磁流量計有使(shi)用壽命長，維護成(cheng)本低的特點（ECC清洗(xi)功能✉️使儀表擁有(you)更長的免維護周(zhōu)期），而且可以測正(zhèng)、反兩個流向的流(liu)體流量；
5）輸出信号(hao)多樣（脈沖、電流、頻(pín)率等）。根據上述電(diàn)磁流量🤟計♌的特點(dian)，而污水有流量變(biàn)化大、所含雜質屬(shǔ)性不同、有一定的(de)腐蝕🏒性、有導電能(neng)力等特性，所以測(ce)量污水的流量，電(diàn)磁流量計是一個(ge)理🔞想的選擇。
2三種(zhong)流量計測量污水(shuǐ)對比
2.1明渠與電磁(ci)流量計
基于明渠(qú)和電磁流量計的(de)測量原理不同，兩(liǎng)種測量方法無法(fǎ)直接比對，用表格(ge)說明。如表1。
2.2E+H超聲波(bō)流量計與電磁流(liú)量計
　　本次測試用(yong)的儀器爲E+H公司的(de)電磁流量計，型号(hao)：Promag50W8H，DN800（管徑800mm），橡膠内襯🌈（耐(nài)磨），精度0.2%，不鏽鋼電(diàn)極。和E+H單聲道夾裝(zhuang)🌏式超聲波流量計(jì)，型号：91WA1，可測試管徑(jìng)爲100～2000mm，精度0.2%。測量結果(guo)如表2所示。

測量結(jie)果分析如圖2所示(shì)。
　　從圖2可以看出随(suí)着時間的推移，兩(liang)個儀器的測量☁️數(shù)😄據偏差💋越大，具體(tǐ)原因是因爲測量(liang)期間超聲波流量(liàng)計偶而發出現氣(qi)液兩相報警，因爲(wèi)報警時有部分流(liu)💁量缺失未被計⛱️入(rù)累計💛流量。

　　一般氣(qi)液兩相報警是指(zhi)介質中出現較多(duo)固體（比如高泥沙(sha)含量）或氣體（氣泡(pào)，類似消聲）造成的(de)超聲波信号衰減(jiǎn)，導緻無法準确測(ce)量。
3結語
　　選擇合适(shì)的流量計确保污(wu)水流量測量的準(zhǔn)确性♋，就需要了解(jiě)各種流量計的原(yuan)理和各自的特點(dian)。以上三種污水測(ce)量方法中，明渠堰(yan)槽流量計在監測(ce)污水流量數據的(de)時候，受到的影響(xiang)因素較多；超聲波(bo)流量計與電磁流(liú)量計都比較适合(he)用于污水測🏃‍♂️量。但(dan)在實際的測量操(cao)作🌂中，E+H超聲波流量(liang)計相對于電磁流(liú)量計受到污水介(jiè)質的㊙️影響因素較(jiao)大，而超聲波流量(liàng)計相對于電磁流(liu)量計有便攜、安裝(zhuang)方便等優勢。如果(guǒ)需要長時間精确(què)的檢測污👄水，如污(wu)水處理廠，電磁流(liu)量計是理想的選(xuǎn)擇。

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