作為給水管道流量計(jì)的泵送改造項(xiàng)目和凈水廠給水管道流量計(jì)的安裝選型的專業(yè)負(fù)責(zé)人，筆者在對(duì)于給水管道流量計(jì)算環(huán)節(jié)對(duì)于流量計(jì)量?jī)x表的選型和使用積累了一些經(jīng)驗(yàn)?；诖?，本文主要分析了常見(jiàn)的幾種給水管道流量計(jì)的工作原理，以及其安裝使用過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題，并具體分析和闡釋了選型設(shè)計(jì)和處理工藝的相關(guān)內(nèi)容。在實(shí)際工作中，為了確保相關(guān)效益的取得和工作質(zhì)量的提高，技術(shù)人員需要加強(qiáng)對(duì)污水流量的測(cè)量，提高其控制精確度和可靠性。分析和探討了各種類型流量計(jì)的選型設(shè)計(jì)，以幫助用戶在日后的相關(guān)工作中能有所借鑒。
一、電磁流量計(jì)選型設(shè)計(jì)
電磁流量計(jì)是用來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)污水流量進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量的*推產(chǎn)品，但是其安裝過(guò)程要求比較嚴(yán)格，特別是大口徑的電磁流量計(jì)，在安裝過(guò)程中更要照顧出各方面的影響因素，才能使其發(fā)揮應(yīng)用的功效。電磁流量計(jì)研發(fā)于20世紀(jì)中葉，并于七八十年代在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中被廣泛運(yùn)用。其運(yùn)行原理是基于法拉*電磁感應(yīng)定律，即被測(cè)介質(zhì)垂直于磁力線方向流動(dòng)，因而在與介質(zhì)流動(dòng)和磁力線都垂直的方向上產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與被測(cè)介質(zhì)流之間是正比例關(guān)系，利用流速和管道截面積可以得出瞬時(shí)流量。水中的電導(dǎo)率是電磁流量計(jì)能夠正常工作的前提之一，污水中含有大量的雜質(zhì)和鹽分，具有一定的電導(dǎo)率，所以，電磁流量計(jì)可以用于污水測(cè)量。而對(duì)于純凈水，則無(wú)法利用電磁流量計(jì)測(cè)量。電磁流量計(jì)的使用優(yōu)勢(shì)在于精度高、測(cè)量穩(wěn)定、適用范圍廣，可以根據(jù)介質(zhì)選擇電*和內(nèi)襯，在惡劣介質(zhì)中也可用于完成測(cè)量工作；缺點(diǎn)是容易受到電磁波的干擾，管徑越大，價(jià)格就越昂貴，而且大管徑電磁流量計(jì)拆裝不容易，檢修困難。
2 超聲波流量計(jì)
超聲波流量計(jì)的工作原理是，借助時(shí)差式測(cè)量原理，通過(guò)一對(duì)超聲波探頭發(fā)射信號(hào)穿過(guò)中間介質(zhì)到達(dá)另一側(cè)管壁，被另一個(gè)探頭接收到，另一側(cè)探頭同樣發(fā)射信號(hào)被*一個(gè)探頭接收到。在這個(gè)過(guò)程中，由于信號(hào)的輸送時(shí)間受介質(zhì)流速的影響，所以，存在一定的時(shí)間差。基于此，超聲波流量計(jì)借助相關(guān)公式計(jì)算出了相應(yīng)的流量值。
一般而言，超聲波流量計(jì)可分為外夾式和插入式2種。隨著技術(shù)的不斷更新、升級(jí)，超聲波流量計(jì)由單聲路發(fā)展到多聲路，目前，常用的是8聲路超聲波流量計(jì)，其精度可達(dá)到電磁流量計(jì)的程度，可以克服安裝條件較差的問(wèn)題。如果流量計(jì)前的直管段長(zhǎng)度達(dá)不到安裝要求，可安裝多聲路超聲波流量計(jì)。超聲波流量計(jì)具有數(shù)據(jù)自動(dòng)存儲(chǔ)、測(cè)量精度高、全中文顯示、操作靈活、攜帶方便等優(yōu)點(diǎn)。與電磁流量計(jì)相比，在大管徑上安裝超聲波流量計(jì)（特別是在1 m以上的大管徑）有明顯的優(yōu)勢(shì)，而且施工難度不大，成本相對(duì)低，維護(hù)方便。目前，我司已安裝了2臺(tái)8聲道超聲波流量計(jì)，運(yùn)行非常穩(wěn)定。但是，超聲波流量計(jì)的缺點(diǎn)在于插入式超聲波換能器的安裝會(huì)受到介質(zhì)成分的影響，適用范圍受到局限；換能器在使用過(guò)程中會(huì)老化，影響測(cè)量信號(hào)強(qiáng)度，降低測(cè)量精度；當(dāng)被測(cè)介質(zhì)中雜質(zhì)或氣泡多時(shí)，也會(huì)出現(xiàn)無(wú)法測(cè)量的情況。在實(shí)際運(yùn)用中，園區(qū)有2個(gè)廠家安裝了超聲波流量計(jì)。受安裝條件的限制，流量計(jì)安裝在泵出口2 m不到的地方，泵啟動(dòng)后，流量計(jì)的信號(hào)強(qiáng)度降為0，泵停止時(shí)，信號(hào)強(qiáng)度為100.由此可以看出，超聲波流量計(jì)受介質(zhì)中氣泡的影響很大，氣泡多則無(wú)法正常使用。外夾式的超聲波流量計(jì)攜帶和安裝方便，計(jì)量檢測(cè)單位常常作為標(biāo)準(zhǔn)計(jì)量器具（一般為進(jìn)口產(chǎn)品）在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行流量比對(duì)工作，但受換能器與管道之間耦合材料耐溫程度的限制，高溫下被測(cè)流體傳聲速度的原始數(shù)據(jù)不全，以及換能器功率強(qiáng)度的影響，容易導(dǎo)致流量計(jì)無(wú)法正常工作。如果長(zhǎng)期在現(xiàn)場(chǎng)安裝使用，發(fā)生故障的概率更大，因此，需定期更換流量計(jì)耦合劑，并緊固管外壁上的換能器。這種外夾式的超聲波流量計(jì)我司已不考慮使用。
3 明渠流量計(jì)
我國(guó)的污水處理廠污水排放方式大部分是自然流下，也就是說(shuō)，污水在管路內(nèi)或渠道內(nèi)的流動(dòng)是非滿管的。以這種非滿管狀態(tài)流動(dòng)的水路，即具有自由表面的水路，叫做“明渠”。即使在所謂“暗渠”的水路中，由于液體是自然流下的，所以，它也屬于明渠流動(dòng)。對(duì)于這樣的水路，在測(cè)量流量時(shí)，不能使用常規(guī)有壓的滿管流量計(jì)。被測(cè)量的污水含有各種雜質(zhì)和其他有機(jī)化學(xué)成分，雖然在污水排放前已經(jīng)作了凈化處理，但是，如果使用與污水介質(zhì)直接接觸的流量計(jì)，長(zhǎng)時(shí)間后，流量計(jì)內(nèi)部難免會(huì)出現(xiàn)結(jié)垢或被腐蝕的情況，從而影響測(cè)量工作的順利進(jìn)行。
污水排放，特別是污水處理廠污水排放的計(jì)量?jī)x表，是環(huán)保部門重點(diǎn)監(jiān)視的數(shù)據(jù)之一，它必須具備以下特點(diǎn)：①計(jì)量?jī)x表必須是非接觸式測(cè)量的儀表。污水大都含有各種各樣的污垢和有腐蝕性的物質(zhì)，只有非接觸測(cè)量，才能避免介質(zhì)受物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)的影響，從而保證測(cè)量精度和連慣性。②檢測(cè)件必須夾裝在管道外部，可隨意移動(dòng)到任何地點(diǎn)測(cè)量，無(wú)需截?cái)喙艿?，?jì)量?jī)x表的量程比寬，線性好，價(jià)格適中。③計(jì)量?jī)x表功耗低，符合當(dāng)今儀器儀表小型化的潮流。
超聲波明渠流量計(jì)是具有上述特點(diǎn)的一種非接觸式儀表。明渠流量計(jì)的優(yōu)點(diǎn)在于測(cè)量范圍大，流量測(cè)量不受支流面回水、水中漂浮物泥沙、氣泡和水位大幅度變化的影響，且流量傳感器會(huì)對(duì)水流產(chǎn)生阻力，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，體積小，安裝方便。將其用于珠三角區(qū)域，標(biāo)準(zhǔn)渠道不需要改造，可直接安裝，而且安裝施工費(fèi)用低。
巴歇爾槽是一種明渠水堰槽，一般由收縮段、厚喉道段、喉道下有段組成，分為大、小、標(biāo)準(zhǔn)型槽，具有水中固態(tài)物質(zhì)不沉淀，水位抬高落差小的特點(diǎn)，適合在排水溝渠中用于流量的測(cè)量。明渠流量計(jì)在實(shí)際的作業(yè)過(guò)程中也是依托超聲波液位計(jì)測(cè)量流量的。此外，由于該設(shè)備在實(shí)際作業(yè)過(guò)程中能夠進(jìn)行非接觸的測(cè)量，所以，它可被應(yīng)用于比較惡劣的環(huán)境中。
總的來(lái)說(shuō)，巴歇爾槽形狀復(fù)雜，比堰的價(jià)格高，而且為了提高精度，要求量水槽的部分尺寸要準(zhǔn)確。另外，在珠江三角區(qū)安裝巴歇爾槽這類的明渠流量計(jì)時(shí)，要避開(kāi)海水潮漲潮落對(duì)流量計(jì)的影響，保證流量計(jì)有足夠的落差，保證計(jì)量的準(zhǔn)確度。它的優(yōu)點(diǎn)主要有水位損失?。s為堰的1/4），水中即使有固態(tài)物質(zhì)，也幾乎不沉淀，接近流速的影響小，對(duì)下流側(cè)的水位影響比較小等，所以，它適用于測(cè)量污水處理廠排放的污水流量。
4 給水管道流量計(jì)量?jī)x表選型建議
為了確保給水管道流量計(jì)在實(shí)際作業(yè)過(guò)程中能夠充分發(fā)揮其自身效益，促進(jìn)相關(guān)工作的開(kāi)展，作業(yè)人員要加強(qiáng)對(duì)給水管道流量計(jì)量?jī)x表的科學(xué)選型。在公司確定給水管道流量計(jì)量?jī)x表選型前，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況以及對(duì)不同流量計(jì)的對(duì)比，對(duì)公司給水管道流量計(jì)選型進(jìn)行了相關(guān)總結(jié)：①電磁流量計(jì)測(cè)量穩(wěn)定，適用范圍廣，可測(cè)量多種介質(zhì)，但容易受到電磁波的干擾。隨著管徑的增大，其價(jià)格也會(huì)越來(lái)越昂貴。②超聲波流量計(jì)成本比較低，測(cè)量精度高，運(yùn)行穩(wěn)定，安裝、檢修方便，價(jià)格不會(huì)隨著管徑的增大而越來(lái)越高的，但它會(huì)因?yàn)槁暵返脑龆喽絹?lái)越貴。③明渠流量計(jì)測(cè)量范圍廣，流量測(cè)量不受介質(zhì)變化的影響，但其受量水槽尺寸的約束。一般來(lái)說(shuō)，在滿足敞開(kāi)渠道安裝條件的情況下，流量數(shù)據(jù)大，可以通過(guò)敞開(kāi)渠道輸送污水流量作業(yè)，采用堰式流量計(jì)和槽式流量計(jì)進(jìn)行相關(guān)操作。在實(shí)際測(cè)量過(guò)程中，這類設(shè)備能夠滿足計(jì)量對(duì)精確度的要求，而且可以節(jié)約能源。它采用的是自流方式輸送污水。
此外，在進(jìn)行管道輸送的給水管道流量計(jì)量作業(yè)時(shí)，需要作業(yè)人員加大對(duì)電磁流量計(jì)（超聲波流量計(jì)）的運(yùn)用力度。在使用該設(shè)備的過(guò)程中，換能器、電*等部件的清洗能夠促進(jìn)計(jì)量精確度的提升。此外，為了節(jié)約測(cè)量成本，當(dāng)管道直徑小于500 mm時(shí)，可以采用電磁流量計(jì)作業(yè)；當(dāng)管徑大于500 mm時(shí)，則需要借助超聲波流量計(jì)作業(yè)。要想提高流量計(jì)的精度，可以采用多聲路流量計(jì)（有4聲路、8聲路等）。
5 結(jié)束語(yǔ)
為了進(jìn)一步促進(jìn)我國(guó)污水處理工作的高效完成，改善我國(guó)的生態(tài)環(huán)境，將綠色、可持續(xù)發(fā)展理念落實(shí)到位，相關(guān)部門和人員要加強(qiáng)對(duì)給水管道流量計(jì)的運(yùn)用。基于此，本文分析、探討了*常見(jiàn)的3種流量計(jì)的基本情況，即電磁流量計(jì)、超聲波流量計(jì)和明渠流量計(jì)。筆者認(rèn)為，隨著相關(guān)研究的深入發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，我國(guó)污水測(cè)量流量計(jì)必將獲得長(zhǎng)足的發(fā)展，并以此為基礎(chǔ)，促進(jìn)相關(guān)效益的提升，推動(dòng)我國(guó)污水流量監(jiān)測(cè)和處理工作的高效開(kāi)展。