摘要(yao):市政環(huan)保行業(yè)正處在(zài)數字化(hua)轉型升(shēng)級階段(duan),其目标(biāo)就是業(ye)内一直(zhi)倡導的(de)智慧水(shui)務,但數(shu)字化概(gài)念的提(tí)出在操(cāo)作層面(mian)顯得更(geng)爲明确(què)。流量計(ji) 作爲數(shù)字化建(jiàn)設底層(céng)信息采(cǎi)集單元(yuan),它的選(xuǎn)用和㊙️應(ying)用十分(fen)重要。本(ben)文對市(shì)政環保(bao)行業流(liú)量計的(de)技術特(te)點進行(háng)分析探(tan)讨,明⭐确(què)不同工(gōng)況中流(liú)量計選(xuǎn)🌈用的适(shì)合性,以(yi)達到市(shi)政環保(bǎo)項目數(shù)據可靠(kào)、運行穩(wěn)定及施(shī)工方便(biàn)的效果(guǒ)。另外,在(zai)流量計(jì)融合數(shu)字化通(tong)信技術(shu)方面,結(jie)合國内(nèi)外工業(ye)互聯網(wǎng)物聯網(wǎng)☎️的應用(yòng)發展對(duì)流量計(jì)技術今(jīn)後的發(fā)展趨勢(shì)提出展(zhǎn)望。
　　在市(shì)政環保(bao)項目中(zhong),流量計(ji)是應用(yong)廣泛的(de)儀表之(zhi)✏️一。流量(liàng)🔞是指單(dan)位時間(jian)内流經(jīng)封閉管(guǎn)道或明(ming)渠有效(xiào)截面的(de)流體量(liàng)，流量計(ji)可以根(gen)據工況(kuàng)需要給(gěi)出現場(chǎng)所需的(de)瞬時流(liu)量及累(lèi)計🥵流量(liang)。其介質(zhi)可以爲(wèi)☔液體和(hé)氣體。常(cháng)用流🚶量(liang)計可以(yǐ)按原理(li)分爲電(dian)磁流量(liàng)計、超聲(shēng)波流量(liang)計、 渦街(jie)流量計(ji) 、 質量流(liú)量計 、差(chà)壓流量(liang)計及明(ming)渠流量(liàng)計等。目(mu)前在市(shì)政領域(yu)應用🐅是(shi)電磁流(liú)量計、超(chao)聲波流(liu)量計及(ji)明渠流(liú)量計。本(ben)文簡要(yao)介紹這(zhè)幾種流(liu)量計的(de)原理和(hé)使用，上(shàng)的注意(yi)事項。
1電(diàn)磁流量(liàng)計
　　電磁(cí)流量計(ji) 以優異(yì)的精度(dù)和穩定(dìng)性,在市(shì)政環保(bǎo)領域使(shi)用廣🌂泛(fan)☁️，見✔️圖1。它(tā)具有耐(nai)腐蝕、無(wú)阻流部(bù)件、雙向(xiàng)測量與(yǔ)測量範(fàn)圍廣(100:1~1000:1)等(děng)特點。其(qí)原理爲(wei)法拉第(dì)電磁感(gǎn)應原理(li),計算公(gong)式爲:
 
　　式(shi)中:Um爲測(ce)量電壓(ya)産生的(de)和流體(tǐ)流向正(zhèng)交的電(diàn)磁場🧑🏾‍🤝‍🧑🏼;B爲(wei)測量電(dian)壓的磁(cí)通密度(dù),穿過流(liú)體介質(zhi)并正交(jiao)于流體(ti)流😄向;V爲(wèi)介質流(liú)速;d爲測(cè)量管道(dào)内徑;k爲(wèi)比例系(xi)數或傳(chuan)感器常(chang)數
 
　　電磁(cí)流量計(ji)的精度(dù)一般在(zai)0.2%~0.5%,要求介(jie)質電導(dǎo)率不小(xiǎo)于5μS/cm,其🔆原(yuán)理,見圖(tú)2。對于市(shi)政水處(chu)理的的(de)工藝要(yào)求，管徑(jing)範圍可(ke)以從DN15到(dao)DN2200(目前市(shì)場最大(da)口徑的(de)電磁流(liú)量計DN3000,但(dan)由于安(ān)裝成本(ben)和🈲實際(ji)精🌏度等(deng)因素,本(ben)文不推(tuī)薦使用(yong))。
 
2超聲波(bō)流量計(jì)
　　超聲波(bo)流量計(jì)分爲插(chā)人式和(he)外夾式(shi)，可測量(liang)非導電(dian)介質,最(zuì)大的測(ce)量管徑(jing)可以達(dá)到10m(外夾(jiá)式),見圖(tú)3。
 
　　大多數(shu)的超聲(sheng)波流量(liang)計的測(cè)量基本(ben)原理采(cǎi)用時差(cha)法，其表(biao)達式如(ru)下:
 
　　插入(rù)式超聲(sheng)波具有(you)免維護(hu)、不受電(dian)磁影響(xiang)、可帶壓(ya)👄安🌈裝💞、無(wú)🐇需中😄斷(duàn)流體等(deng)特點,在(zài)市政管(guan)網應用(yong)中具有(yǒu)無可比(bǐ)拟的優(yōu)勢,見圖(tú)4.
 
3明(ming)渠流量(liàng)計
　　 明渠(qú)流量計(jì) 是測量(liang)許多非(fei)滿水、大(dà)流量(或(huo)小流量(liàng))的儀器(qì),在自然(ran)流💜動的(de)自由水(shui)面狀态(tai)下測量(liang)流體的(de)流量
　　其(qí)原理爲(wei):利用明(ming)渠在特(te)殊堰槽(cao)中的液(ye)位與流(liú)量的線(xian)性關系(xì)進行流(liu)量測量(liang)，見圖5。
 
　　此(ci)種方式(shì)的測量(liang)精度與(yu)超聲波(bo)液位計(jì)的精度(du)有直🚶‍♀️接(jiē)的關系(xi)，最高精(jing)度可達(dá)到1mm。
4流量(liang)計的安(an)裝與應(ying)用.
4.1流量(liàng)計在市(shi)政環保(bao)項目中(zhong)的應用(yòng)
　　目前大(dà)體分爲(wèi)3類典型(xing)應用:污(wū)水廠、淨(jìng)水廠及(jí)管網。流(liu)量計的(de)📞選👣擇需(xu)要考慮(lǜ)現場的(de)工況與(yǔ)施工要(yao)求,現分(fèn)析如下(xià):新建淨(jìng)水廠、污(wū)水廠及(ji)管網在(zai)安裝條(tiáo)件允許(xǔ)的情況(kuàng)下,安裝(zhuāng)電磁流(liu)量計是(shi)🐆不錯的(de)選擇,但(dan)在安裝(zhuang)中需注(zhu)意✔️一-些(xie)情況。由(yóu)于電磁(cí)流量計(jì)的🛀🏻特性(xing),測量介(jiè)🌈質需滿(mǎn)管,如不(bú)滿足滿(mǎn)管條件(jian),請參考(kao)🧡圖6的建(jiàn)議。
 
　　前5後(hòu)3直管段(duan)必須具(jù)備(尤其(qi)大口徑(jing)電磁流(liú)量計),見(jiàn)圖7.
　　可以(yǐ)縮徑(角(jiǎo)度α≤8°),但不(bú)允許擴(kuò)徑，見圖(tu)8。
 
　　不(bú)可測量(liàng)含氣液(yè)體，如液(yè)體内有(yǒu)氣體,需(xu)提前做(zuo)好排氣(qì)。
　　接線時(shi)需要注(zhù)意:不可(ke)錯接、不(bu)可漏接(jiē)、不可有(yǒu)潮氣進(jin)入,并且(qie)一定注(zhù)意周邊(biān)的電磁(cí)幹擾及(jí)振動幹(gan)擾。
　　供水(shuǐ)老舊管(guǎn)網改造(zao)或DMA(districtmeasuringarea)流量(liàng)分區計(ji)量項目(mù)中,優先(xian)選💁擇超(chao)聲波流(liu)量計。城(chéng)鎮老舊(jiù)供水管(guan)網改造(zào)或DMA分區(qu)計㊙️量,需(xū)👨‍❤️‍👨要加入(rù)大量流(liú)量計進(jìn)行計量(liàng),會遇到(dào)供水管(guan)網💔施工(gong)難🤞度大(da)、斷流影(ying)響大的(de)問題。如(ru)果此時(shí)選用電(diàn)磁流量(liàng)計,勢必(bì)需要破(pò)管、停水(shuǐ)、安裝法(fa)蘭,而且(qiě)時間會(hui)比⭐較長(zhang)。這種工(gōng)況如果(guo)采用可(kě)帶壓安(an)裝♻️的超(chao)聲波.流(liú)量計,将(jiāng)會最大(da)限🧑🏽‍🤝‍🧑🏻度地(di)避免上(shàng)述❗情況(kuàng)的發生(sheng)。
　　在進行(háng)超聲波(bō)流量計(ji)安裝的(de)時候,需(xu)要注意(yì)下面幾(jǐ)點:
(1)需要(yao)專業的(de)安裝團(tuán)隊進行(hang)操作,安(an)裝的專(zhuan)業與否(fou)🌂對插⁉️人(ren)㊙️式❄️超聲(sheng)波流量(liàng)計的精(jīng)度影響(xiǎng)非常大(da)，見圖9。

 
(2) 超(chāo)聲波流(liu)量計 的(de)安裝需(xū)要預留(liú)足夠的(de)空間，見(jian)圖10。
 
(3)安裝(zhuāng)時盡量(liàng)避開雨(yǔ)季(尤其(qí)是南方(fāng)城市),避(bì)免線纜(lǎn)、變送器(qì)進水
　　圓(yuan)形非滿(man)管測量(liàng),可以選(xuan)擇可測(cè)量圓管(guan)的明渠(qú)流量💋計(jì),見圖🈲11和(hé)圖12。
 
　　城鎮(zhen)排水管(guan)網中的(de)圓形管(guǎn)道是排(pái)水管道(dao)中數量(liàng)最多的(de)，而且大(dà)部分屬(shu)于非滿(man)管。這一(yi)類管道(dào)的流量(liàng)測量一(yi)直是水(shui)行❌業中(zhōng)❌的一個(gè)難點。由(yóu)于該難(nán)點的存(cun)在🧑🏾‍🤝‍🧑🏼,導緻(zhi)市場中(zhong)出現了(le)大量的(de)概念性(xìng)的非滿(man)⛹🏻‍♀️管流量(liàng)計⛱️，對于(yú)推進此(ci)問題的(de)解決提(ti)供♊了衆(zhong)多的可(ke).參考方(fang)案。
　　現在(zài)本文推(tui)薦一種(zhong)簡單易(yi)行且有(yǒu)效的方(fāng)案:内置(zhi)圓管測(ce)量的明(ming)渠流量(liàng)計。
　　此類(lèi)明渠流(liú)量計内(nèi)置了圓(yuán)管明渠(qú)的測量(liang)程序，選(xuǎn)擇好超(chāo)聲波液(yè)位探頭(tou)的安裝(zhuang)位置進(jìn)行安裝(zhuang)即可,同(tong)時在流(liú)量計設(she)置菜單(dan)中找到(dao)圓管測(cè)量并進(jìn)行相應(yīng)設置即(jí)可。
　　但此(ci)類明渠(qú)測量值(zhí)不可用(yòng)于貿易(yi)交接使(shǐ)用,可以(yi)作爲參(can)考值進(jìn)行記錄(lù)
5流量計(ji)的技術(shù)發展探(tàn)讨
5.1無線(xian)通信技(jì)術
　　流量(liàng)測量重(zhòng)要且複(fu)雜,近年(nian)來與網(wang)絡技術(shù)的結合(hé)💁使🌍流量(liàng)🌈計🙇‍♀️的應(yīng)用更爲(wei)簡便,在(zai)人機交(jiāo)互上更(gèng)豐富🛀。如(rú)通👌過與(yǔ)💋無線遠(yuǎn)傳技術(shù)的結合(hé),流量測(ce)量突破(po)了物理(lǐ)距離的(de)限制。工(gong)業水監(jian)測的場(chǎng)合.目前(qian)流量儀(yí)表應用(yòng)在較典(dian)型的無(wu)線應用(yong)有:藍牙(yá)Bluetooth無線HART(WirelessHart).GPRS/CDMA.LoRa和(he)NB-IoT等,其🏃🏻中(zhong)後者是(shì)最近物(wu)聯網技(jì)❓術進入(rù)到工業(ye)領域中(zhōng)的😄應用(yong)。但通過(guò)不同應(ying)用場合(hé)或從經(jīng)濟性和(he)實用性(xìng)等需求(qiu)考慮.無(wu)線和以(yǐ)太局域(yù)網LAN技術(shu)組合應(ying)用.是時(shi)下比較(jiào)流行的(de)通🧡信組(zu)合,有着(zhe)廣闊應(yīng)用前景(jing)。
　　遠程診(zhěn)斷和檢(jian)驗爲廣(guang)大用戶(hu)提供了(le)實時的(de)精度🍓追(zhui)蹤和😍遠(yuan)🔞程維護(hù)的工具(jù)。無線通(tōng)信和互(hù)聯網的(de)應用在(zài)市政流(liu)量💋測量(liang)應用🈲中(zhōng)的一個(ge)熱點應(ying)用:即流(liú).量計的(de)遠程檢(jiǎn)驗和校(xiao)驗技術(shù)🚩與通信(xin)技術的(de)結合。
　　目(mu)前國内(nèi)外流量(liàng)計的生(shēng)産廠商(shāng)都發展(zhǎn)出在線(xian)流量檢(jiǎn)驗的工(gong)具包,簡(jiǎn)化了市(shì)政用戶(hu)監測流(liu)量儀表(biao)的應用(yong)狀況。可(kě)以預見(jiàn)，與㊙️無線(xian)遠程技(jì)術的結(jié)合.對⛱️流(liú)量精度(du)跟蹤到(dào)流量💘計(jì)的使用(yong)狀況評(ping)估乃至(zhì)發展到(dào)預先判(pàn)斷故障(zhang)發生的(de)時間和(he)地點是(shì)切實可(ke)⁉️行的技(ji)術必然(ran)。态勢感(gan)知測量(liàng)或故障(zhàng)預測等(děng)系列測(ce)量領域(yù)的前沿(yán)技術也(ye)必将🌈爲(wei)流量計(jì)帶來更(geng)廣闊的(de)應用前(qian)景。但同(tong)時一些(xie)基本的(de)應用基(jī)礎也制(zhi)約着這(zhe)些應用(yòng)的發展(zhan),比較典(dian)型和突(tu)☎️出的問(wen)題有數(shù)據格式(shi)🍉的統一(yi).或者說(shuo)底層🧑🏽‍🤝‍🧑🏻測(cè)量單元(yuán)和監測(ce)單元的(de)無縫鏈(liàn)接問題(tí)。
5.2網絡安(an)全
　　互聯(lian)網技術(shu)的融合(hé)賦予用(yòng)戶對流(liú)量計及(ji)監控系(xi)統更多(duo)的♍自主(zhu)和靈活(huó)性。如流(liú)量計和(he)相關檢(jiǎn)測單元(yuan)的信息(xi)上雲,這(zhe)可🌈爲使(shǐ)用者突(tu)破原有(you)層級限(xiàn)制,信息(xi)的獲取(qǔ)會更迅(xun)捷和扁(bian)平化。用(yòng)戶排除(chu)故障所(suǒ)花費的(de)成本大(dà)爲降低(dī),預計今(jin)後流量(liang)計的數(shù)量會越(yue)來越多(duo)。但網絡(luo)技術的(de)應用也(ye)不可避(bì)免地會(hui)帶來網(wǎng)路安全(quán)❄️等問題(tí),特别如(rú)前文談(tan)到的區(qū)域計量(liang)等流量(liang)數⭕據其(qi)實是屬(shu)于企業(ye)和政府(fu)敏感的(de)數據,如(rú)何保護(hù)信息安(an)全🈚,是市(shi)政用戶(hù)特别🎯是(shì)🌈項目決(jue)策㊙️者關(guan)心的問(wen)題。
　　可以(yǐ)預見,新(xin)技術的(de)相互結(jie)合将大(dà)幅度促(cù)進流量(liang)計的🏃數(shù)量增加(jiā)性能提(ti)升和成(cheng)本降低(di),而更多(duō)的流量(liang)數據和(hé)相關♌數(shu)據的獲(huò)⛹🏻‍♀️得,爲流(liú)量數據(jù)的充分(fèn)挖掘利(li)用🌐提供(gòng)可能。供(gong)職的企(qǐ)業爲許(xu)多工業(ye)領域提(ti)🏃‍♂️供過縱(zòng)深防禦(yu)和安🏒全(quan)隔離的(de)💛工業網(wang)絡安全(quan)的解決(jué)方案。爲(wèi)市政工(gōng)業網絡(luò)安全系(xi)統架構(gòu)可以結(jié)合本行(háng)業技術(shù)🌂特🌂點,再(zai)借鑒其(qi)它🔞工業(ye)領域的(de)網絡安(ān)全技術(shù),迅速建(jiàn)立🍓起市(shì)政工業(yè)數字🐉化(hua)網絡解(jiě)決方案(àn)💚

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