污水測量
在污水處理和監(jiān)測這一復雜且關(guān)鍵的領域，精準測量污水流量宛如基石一般，對于優(yōu)化處理工藝、確保排放達到嚴格標準，以及實現(xiàn)水資源的高效管理意義非凡。流量數(shù)據(jù)的準確性直接關(guān)聯(lián)到處理流程的科學調(diào)控、藥劑投加量的精準把控，進而影響整個污水處理系統(tǒng)的運行成本與處理成效。而要獲取精準的流量數(shù)據(jù)，就必須從多種流量計中挑選出契合實際工況的那一款。以下將深入剖析幾種常用于污水流量測量的流量計。
1. 電磁流量計
工作原理
電磁流量計的運作基于電磁感應這一經(jīng)典物理原理。其主體結(jié)構(gòu)包含一根由非導磁材料精心打造的管道，在管道外部對稱安裝著一對磁極，通電后便能在管道內(nèi)部構(gòu)建起穩(wěn)定的磁場。當具有導電特性的污水如奔騰的河流般流經(jīng)管道時，就如同導體在磁場中做切割磁力線運動，此時，依據(jù)法拉第電磁感應定律，流體內(nèi)部會產(chǎn)生磁感電動勢。該感應電勢由與磁極呈垂直方向巧妙安置的兩個電極引出，在磁場強度被精確設定且管道直徑固定不變的情況下，感應電勢的大小如同被一根無形的線牽引著，僅與污水的流速緊密相關(guān)。后續(xù)，這一蘊含流速信息的感應電勢信號會被高效傳輸至顯示儀表，經(jīng)過程序精密計算，最終清晰地呈現(xiàn)出污水的流量數(shù)值。
適用場景
電磁流量計宛如一位全能選手，在污水測量領域大顯身手。它尤其擅長測量含有一定電導率的污水，無論是裹挾著固體顆粒的渾濁污水，還是懸浮著雜質(zhì)的廢水，亦或是各類酸、堿、鹽溶液，都能精準測量其體積流量。不僅如此，面對具有脈動特性的流量，電磁流量計也毫不畏懼，能夠輕松應對，并且還具備雙向測量功能。以城市污水處理廠為例，其主管道內(nèi)的污水成分極為復雜，可能包含泥沙、塑料碎屑、微生物絮體等各類物質(zhì)，同時還具有一定的導電性，而電磁流量計憑借自身特性，能夠在這樣惡劣的工況下穩(wěn)定、準確地工作，為整個污水處理廠的運行調(diào)控提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)。
優(yōu)缺點
電磁流量計優(yōu)點顯著。其測量導管內(nèi)部猶如一片寧靜的 “無物之境”，不存在可動部件與阻流體，這使得流體在流經(jīng)時壓損極小，就像車輛在沒有收費站與障礙物的高速公路上暢行，能耗大幅降低。并且，由于沒有機械慣性，它對流量變化的反應極為靈敏，如同訓練有素的運動員對發(fā)令槍響的瞬間響應。其測量范圍堪稱寬廣，量程比可達驚人的 100:1，流速范圍通常覆蓋 0.5 - 10m/s，管徑范圍更是從極為細小的 2mm 到龐大的 3000mm，能夠適配各種規(guī)模與類型的管道。此外，流量信號與流體體積流量之間呈現(xiàn)出線性關(guān)系，刻度均勻，這為數(shù)據(jù)的讀取與分析帶來了極大便利。更值得一提的是，在用水完成標定后，對于其他具有類似導電性能的液體流量測量，無需再進行復雜的修正操作。然而，金無足赤，電磁流量計也存在短板。污水中往往含有大量粘性污物，在長期運行過程中，這些污物如同 “頑固的貼紙”，極易粘附在電極表面，隨著時間的推移，電極的靈敏度會逐漸降低，就像蒙上灰塵的傳感器，最終影響測量的準確性。
2. 超聲波流量計
工作原理
超聲波流量計主要通過敏銳檢測流體流動時對超聲束（或超聲脈沖）的微妙作用來精準測量體積流量，其中傳播時間法是其重要的工作模式之一。傳播時間法的核心在于巧妙利用超聲在順流與逆流方向傳播速度的差值，這一差值與被測液體的流速存在著緊密的數(shù)學關(guān)聯(lián)。通過精確測量超聲在流體中順流、逆流傳播的時間差，再結(jié)合管徑等已知參數(shù)，運用復雜而精密的算法，便能準確計算出流體的流速，進而得出流量數(shù)據(jù)。
適用場景
超聲波流量計的適用場景因工作模式而異。傳播時間法如同一位挑剔的 “貴族”，更青睞相對清澈、無過多雜質(zhì)或氣泡干擾的滿管污水測量環(huán)境。在一些工業(yè)廢水處理廠中，如果廢水經(jīng)過初步沉淀、過濾等預處理工序，水質(zhì)較為清澈，此時采用傳播時間法的超聲波流量計能夠穩(wěn)定、精準地工作。而多普勒法則像是一位適應力較好的 “探險家”，擅長在含有較多泥沙或氣泡的復雜污水環(huán)境中發(fā)揮作用。比如在一些礦山廢水處理場景中，廢水中裹挾著大量從礦石開采過程中產(chǎn)生的泥沙顆粒以及曝氣等工藝產(chǎn)生的氣泡，這種情況下，多普勒超聲波流量計能夠憑借其測量原理，準確獲取流量數(shù)據(jù)。
優(yōu)缺點
超聲波流量計的優(yōu)點令人矚目。首先，它能夠?qū)崿F(xiàn)非接觸測量，夾裝式換能器宛如貼心的 “外掛設備”，無需停止流體流動，也無需對管道進行打孔等破壞性操作即可完成安裝，這對于那些不能輕易斷流或者已經(jīng)建成、不便改造的管道而言，無疑是一大福音。在測量過程中，它不會對流體流動形成任何阻礙，也就不會產(chǎn)生額外的壓力損失，就像在水流中放置了一個透明、毫無阻力的測量裝置。而且，它在大型圓形和矩形管道的流量測量方面表現(xiàn)出色，并且從原理層面來看，幾乎不受管徑大小的限制，無論是細小的支管還是巨大的主管，都能有效測量。不過，它也并非十全十美。傳播時間法由于其原理特性，只能用于清潔液體和氣體的流量測量，一旦液體中懸浮顆粒和氣泡的含量超過一定范圍，超聲信號就會受到嚴重干擾，導致測量失敗。而多普勒法雖然適應復雜污水環(huán)境，但它只能用于測量含有一定異相（如固體顆粒、氣泡等）的液體，對于清澈純凈的液體反而 “束手無策”。
3. 插入式渦輪流量計
工作原理
插入式渦輪流量計的工作機制圍繞一個可在流體流動管道內(nèi)自由轉(zhuǎn)動的葉輪展開。當污水如洶涌的潮水般流過管道時，會產(chǎn)生一股強大的推力，推動葉輪飛速旋轉(zhuǎn)。在相當寬泛的測量范圍內(nèi)，葉輪的旋轉(zhuǎn)速度與被測管道中的污水流量之間存在著嚴格的正比關(guān)系，如同被設定好程序的聯(lián)動裝置。為了將葉輪的旋轉(zhuǎn)信息轉(zhuǎn)化為可讀取的電信號，該流量計采用了阻磁組式檢出器，它能夠敏銳地捕捉葉輪的轉(zhuǎn)速，并將其精準轉(zhuǎn)化為電脈沖信號。隨后，這些微弱的電脈沖信號會被前置放大器進行放大處理，如同給微弱的聲音加上擴音器，增強信號強度，再傳輸至顯示儀表。顯示儀表通過對脈沖信號的頻率等參數(shù)進行分析計算，最終得出污水的瞬時流量以及在一段時間內(nèi)的總量。
適用場景
插入式渦輪流量計在污水流量測量領域擁有用武之地，尤其在那些對精確測量累積流量有著迫切需求的場合表現(xiàn)良好。例如在一些小型污水處理站，其日常工作重點在于精準核算一段時間內(nèi)處理的污水總量，以便合理安排后續(xù)的污泥處理、藥劑采購等工作。此時，插入式渦輪流量計憑借其精確測量累積流量的優(yōu)勢，能夠為污水處理站的精細化管理提供有力的數(shù)據(jù)支撐。
優(yōu)缺點
插入式渦輪流量計優(yōu)點突出。其渦輪頭直接與污水接觸進行測量，這種 “親密接觸” 的測量方式使得數(shù)據(jù)獲取較為準確，就像直接觸摸脈搏來感知心跳一樣。并且，信號經(jīng)前置放大板放大后，能夠穩(wěn)定、遠距離地傳輸至中心控制室，方便工作人員實時監(jiān)控流量數(shù)據(jù)。此外，該流量計體積小巧，卻擁有強大的 “能量”，既能輕松測量大流量污水，又能在累積流量的測量上展現(xiàn)出較高的精密性。然而，長期在污水這一復雜且具有一定腐蝕性的環(huán)境中運轉(zhuǎn)，葉輪就如同長期在惡劣路況下行駛的車輪，不可避免地會受到污水中雜質(zhì)的磨損。隨著磨損程度的加劇，葉輪的形狀、重量等參數(shù)會發(fā)生變化，進而影響其旋轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性與準確性，最終對流量計的使用壽命和測量精度造成負面影響。
4. 轉(zhuǎn)子流量計
工作原理
轉(zhuǎn)子流量計的工作基于節(jié)流原理，其核心部件包括一個垂直放置的錐管以及在錐管內(nèi)可自由移動的轉(zhuǎn)子（浮子）。當流體從錐管底部流入時，在流速和浮力的共同作用下，轉(zhuǎn)子如同在水中漂浮的小船開始在錐管內(nèi)上下運動。在這個過程中，轉(zhuǎn)子的位置會不斷調(diào)整，直至與浮子自身重量達到平衡狀態(tài)。此時，通過巧妙的磁耦合技術(shù)，轉(zhuǎn)子的位置信息會被精確傳輸?shù)娇潭缺P上，刻度盤依據(jù)預先設定的校準曲線，將轉(zhuǎn)子位置轉(zhuǎn)化為直觀的流量指示數(shù)值，從而實現(xiàn)流量測量。
適用場景
轉(zhuǎn)子流量計在污水流量測量方面也有其用武之地，特別適合那些流量變化范圍相對較小、對測量精度要求并非嚴苛的場合。例如在一些小型工廠的污水處理環(huán)節(jié)，其生產(chǎn)過程相對穩(wěn)定，產(chǎn)生的污水流量波動不大，在這種情況下，轉(zhuǎn)子流量計能夠以較低的成本滿足基本的流量測量需求，為工廠的污水處理操作提供必要的數(shù)據(jù)參考。
優(yōu)缺點
轉(zhuǎn)子流量計結(jié)構(gòu)簡單，宛如一件設計精巧的機械工藝品，其內(nèi)部構(gòu)造一目了然，主要由錐管、轉(zhuǎn)子等少數(shù)幾個部件組成。這種簡潔的結(jié)構(gòu)使得它價格相對親民，對于預算有限的小型企業(yè)或項目而言，具有較高的性價比。同時，安裝和維護工作也較為輕松，無需專業(yè)的技術(shù)團隊和復雜的設備，普通技術(shù)人員經(jīng)過簡單培訓即可上手操作。然而，魚與熊掌難以兼得，轉(zhuǎn)子流量計在測量精度方面存在一定短板，相比一些流量計，其測量結(jié)果的誤差相對較大。并且，其量程范圍也較為狹窄，就像一條只能容納特定寬度車輛行駛的道路，無法適應流量大幅變化的工況，在流量變化大或?qū)扔兴蟮奈鬯疁y量場景中往往力不從心。
5. 節(jié)流式流量計
工作原理
節(jié)流式流量計的工作流程圍繞在流體管道中精心安裝的節(jié)流件（如常見的孔板）展開。當污水流經(jīng)節(jié)流件時，由于節(jié)流件的存在，流體的流通面積瞬間減小，流速加快，根據(jù)伯努利方程，在節(jié)流件的上、下游會產(chǎn)生明顯的壓差。為了精確測量這一壓差，通過導壓管將節(jié)流件上、下游的壓力分別引入壓差變送器。壓差變送器如同一位精密的 “壓力翻譯官”，能夠?qū)y量到的壓差信號轉(zhuǎn)化為標準的電信號或氣信號。后續(xù)，顯示儀表依據(jù)預先設定的流量計算公式，結(jié)合所測壓差以及流體的物性參數(shù)（如密度、粘度等），經(jīng)過復雜的運算，最終得出流量的瞬時值。
適用場景
節(jié)流式流量計應用范圍廣泛，堪稱流量測量領域的 “萬金油”，能夠適用于多種單相流體，污水自然也在其測量范疇之內(nèi)。在工業(yè)生產(chǎn)中的污水處理部分，如果對流量測量精度的要求一般，并且污水成分相對穩(wěn)定，沒有頻繁的成分波動和雜質(zhì)干擾，節(jié)流式流量計便可以作為一種可靠且經(jīng)濟的選擇。例如在一些化工企業(yè)的污水處理車間，污水成分在生產(chǎn)工藝相對穩(wěn)定的情況下較為固定，此時節(jié)流式流量計能夠穩(wěn)定運行，為污水處理流程提供基本的流量數(shù)據(jù)支持。
優(yōu)缺點
節(jié)流式流量計的優(yōu)點顯著，其應用場景廣泛，幾乎涵蓋了工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生活等各個領域的流體流量測量需求。而且，其結(jié)構(gòu)相對簡單，主要由節(jié)流件、導壓管和壓差變送器等組成，易于理解和維護。然而，它也存在不容忽視的缺點。在流體流經(jīng)節(jié)流件時，會不可避免地產(chǎn)生較大的壓力損失，這就好比水流經(jīng)過狹窄的河道時能量會大量損耗，對于一些對壓力敏感的系統(tǒng)而言，可能會影響整個系統(tǒng)的正常運行。此外，其測量精度極易受到流體物性（如密度、粘度隨溫度、壓力的變化）、管道條件（如管道粗糙度、直管段長度）等多種因素的影響。在污水成分復雜多變的情況下，測量誤差可能會進一步增大，導致測量結(jié)果的可靠性降低。
6. 靶式流量計
工作原理
靶式流量計的工作原理基于流體對靶板的作用力。當流體如疾風般流過管道時，會對安裝在管道內(nèi)的靶板產(chǎn)生一股強大的作用力，這股作用力會使靶板產(chǎn)生微小的位移。為了精確測量靶板所受作用力的大小，流量計采用了一套精密的力測量裝置，它能夠?qū)邪逅艿牧D(zhuǎn)化為電信號或其他可測量的物理量。在經(jīng)過大量實驗和數(shù)據(jù)分析后，建立起靶板所受作用力與流體流量之間的對應關(guān)系模型。通過測量靶板所受作用力，并依據(jù)該模型進行計算，最終能夠準確反映出流體的流量大小。
適用場景
靶式流量計在高粘度、低雷諾數(shù)流體的流量測量方面展現(xiàn)出優(yōu)勢，在污水測量領域，尤其適用于那些含有高粘度物質(zhì)的污水。以食品加工行業(yè)的污水處理為例，由于生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量含有油脂、蛋白質(zhì)等粘性物質(zhì)的污水，這些污水流動性差、雷諾數(shù)低，普通流量計往往難以準確測量其流量。而靶式流量計憑借其對高粘度流體的良好適應性，能夠在這種復雜工況下穩(wěn)定工作，為食品加工企業(yè)的污水處理提供準確的流量數(shù)據(jù)。
優(yōu)缺點
靶式流量計的優(yōu)點在于其對高粘度、低雷諾數(shù)流體的測量準確性較高，能夠在其他流量計可能失效的工況下發(fā)揮作用。并且，其結(jié)構(gòu)相對簡單，主要由靶板、力測量裝置等組成，維護起來相對方便，不需要復雜的專業(yè)知識和設備。在測量精度方面，靶式流量計相對有限，無法與一些精密的流量計相媲美。在面對大流量測量需求時，其測量準確性可能會受到一定影響。同時，對于對精度有著要求的污水測量場景，如一些對排放水質(zhì)要求極為嚴格的環(huán)保監(jiān)測點，靶式流量計可能無法滿足其高精度測量的要求。
在選擇測量污水的流量計時，需要像一位經(jīng)驗豐富的工程師那樣，全面、綜合地考量污水的成分（是否含有固體顆粒、粘性物質(zhì)、導電物質(zhì)等）、流量范圍（是微小流量還是大流量，流量波動幅度大?。y量精度要求（是一般精度還是高精度）、安裝條件（管道材質(zhì)、管徑大小、是否可斷流安裝等）以及成本（采購成本、運行成本、維護成本等）等多方面因素。只有經(jīng)過這樣細致入微的分析與權(quán)衡，才能從眾多流量計中挑選出最契合實際需求的那一款，為污水處理和管理工作提供穩(wěn)定、可靠的數(shù)據(jù)支持，確保整個污水處理系統(tǒng)高效、穩(wěn)定地運行。
儀表網(wǎng)手機版
儀表網(wǎng)小程序
公眾號.jpg)
公眾號：ybzhan
掃碼關(guān)注視頻號
手機版
官方微信
采購中心
