摘要:從滿足使(shǐ)用要求和(hé)提高效費(fèi)比(bǐ)出發,介(jiè)紹了(le)水流(liú)量計 的測量特點和選用要點(diǎn)、水流量計(jì)的特點以及水資源(yuán)流量儀(yí)表(biǎo)的選(xuǎn)型。
1概述(shù)
　　儀表在(zài)使用中,人(rén)們主(zhǔ)要關(guān)注儀表的(de)可靠(kào)性和精(jīng)度(dù)。可靠性包括質(zhì)量可靠(kào)和(hé)可維修性(xìng),維修代價(jià)不大是較好的選擇(zé)。同時流量(liàng)計本體性(xìng)能好(hǎo)并不(bú)能保證測(cè)量效果,故還應考慮精度。儀表(biǎo)選型應該避免(miǎn)片面追求(qiú)性能(néng)高和(hé)精度(dù)佳,而(ér)是在滿足要求的前提下,選用(yòng)可靠(kào)性最(zuì)高、維(wéi)修最方便(biàn)、費用(yòng)最省(shěng)的哪個方(fāng)案。
2水(shuǐ)流量計的測量特點和選(xuǎn)用要點(diǎn)
　　水(shuǐ)的(de)潔(jié)淨程度不(bú)同,工況條(tiáo)件各易,測(cè)量範(fàn)圍懸殊,可(kě)靠性要求(qiú)差異,測量精度要求有高有低,費用(yòng)承受能力不一,因此(cǐ)不是随便(biàn)裝一台流量計(jì)就肯定(dìng)能(néng)用好。此外,水(shuǐ)流(liú)量計(jì)是作爲(wèi)貿易結(jié)算、能量(liàng)計(jì)量、流(liú)量控制的重要(yào)依據;其測量(liàng)最(zuì)不直觀,現(xiàn)場很難直接(jiē)判(pàn)定其(qí)準确度;其影響(xiǎng)測量準确度的(de)因素(sù)多樣,如(rú)安裝位置及(jí)方法(fǎ)等;大管徑、低流速給(gěi)測量帶來(lái)困(kùn)難;若與管道直接連接,儀表(biǎo)出故(gù)障時(shí)無法在線(xiàn)修複。所以(yǐ)流量計量在國内外被視爲一(yī)個難點。
　　水流(liú)量計的選用應從(cóng)下列因(yīn)素加以考慮,即法蘭标(biāo)準,有國标gb、歐标(biāo)din、美标(biāo)ansi等(děng);公稱直(zhí)徑不(bú)代表(biǎo)管道内徑,同一管道(dào)直徑有不同的壁厚,有(yǒu)些流量(liàng)計對(duì)管道内徑(jìng)有嚴(yán)格要(yào)求;材(cái)質選用(yòng);确(què)定精(jīng)确計量、一般計(jì)量(liàng)、流量控(kòng)制等(děng)用途;gb/t17167規定,對于(yú)淨水計量(liàng)精度(dù)應達(dá)到±2.5%r,對于污(wū)水計(jì)量精度應(yīng)達到±5%r;對介質狀(zhuàng)态、化(huà)學性質、壓力損(sǔn)失、物理性(xìng)質等(děng)進行明确;不同(tóng)流量計對(duì)最低(dī)和最高流(liú)速有(yǒu)明确的規(guī)定;對(duì)管道(dào)與儀(yí)表通(tōng)徑、上下遊(yóu)直管段(duàn)情況及(jí)閥(fá)門位(wèi)置、安裝(zhuāng)環境有無(wú)振動(dòng)及電磁幹擾等(děng)進行明确;确定(dìng)數字(zì)脈沖/模拟量輸出、含hart協議(yì)輸出等(děng);确(què)定(dìng)安裝、運(yùn)行、校驗、維(wéi)護、備件和使用(yòng)等壽命,性(xìng)價比(bǐ)和(hé)技(jì)術服務等(děng)。
3水流量計(jì)的(de)特點
　　水(shuǐ)流量計全(quán)部屬(shǔ)于推理式(shì)流量(liàng)計,以下是一些常用水流(liú)量計的特點。
1)差(chà)壓式流量計
　　主(zhǔ)要采用(yòng) 威力巴(bā)流量(liàng)計 或 阿牛巴流量計 等均(jun1)速管流量計。優(yōu)點是制作簡單(dān)、性能穩定(dìng)、對振(zhèn)動不敏感、抗幹(gàn)擾能(néng)力(lì)較強。缺(quē)點是精(jīng)度屬于(yú)中等(děng)水(shuǐ)平(píng)、範圍(wéi)度較窄、安(ān)裝要(yào)求較高、洩漏點(diǎn)多。
(2)超(chāo)聲波流量(liàng)計
　　超聲波流量計 按(àn)測量原理分爲爲傳播時(shí)間法(fǎ)、多普勒效應法(fǎ)等;按安裝(zhuāng)方式分爲可移(yí)動安裝(zhuāng)、固(gù)定安裝;按(àn)聲道數分(fèn)爲單聲道、多聲(shēng)道。特(tè)點是(shì)無阻(zǔ)力損失、流(liú)量下限低、便(biàn)攜式可(kě)随時安(ān)裝及拆(chāi)卸、适于大管道(dào)且造價與管徑(jìng)無關。局限性(xìng)是(shì)便攜式精(jīng)度不(bú)高、不(bú)能用于小(xiǎo)口徑測量(liàng)、多聲(shēng)道(dào)價(jià)格昂貴等(děng)。
(3)電磁流量計
　　電(diàn)磁流量(liàng)計 按激(jī)磁方式分爲交流激(jī)磁、低頻矩(jǔ)形波激磁等;按(àn)安裝方式分爲(wèi)法蘭連接(jiē)、螺紋連接、插入式等;按結構形式分爲一體型(xíng)、分體(tǐ)型等(děng);按(àn)介(jiè)質(zhì)狀态分(fèn)爲滿(mǎn)管型、不滿管型。它是(shì)測量(liàng)導電性流體理想的體積(jī)流量計(jì),優點(diǎn)是(shì)管道爲光(guāng)滑直管,無阻(zǔ)塞,無磨(mó)損,壓損(sǔn)小,無可(kě)動部件,可(kě)靠性(xìng)高,長期穩(wěn)定性(xìng)好,免維護;測量(liàng)範圍大(dà),保證精(jīng)度的(de)範圍度一(yī)般達40∶1,可測(cè)範圍(wéi)達200∶1;對流體狀況(kuàng)要求不(bú)高,對前後直(zhí)管段要求(qiú)低;精度高(gāo),可達0.2%r;口徑(jìng)範圍大;可(kě)測雙(shuāng)向(xiàng)流(liú)量;與(yǔ)流體(tǐ)接觸的電(diàn)極和内襯材料有多(duō)種選擇;響(xiǎng)應(yīng)速度可達10ms,批(pī)處理時間可達(dá)1秒;可自清(qīng)洗。局(jú)限性是有最小電導率的(de)限制(zhì);磨(mó)損(sǔn)和結垢會(huì)影響測(cè)量精度(dù);流體需(xū)要充滿(mǎn)管道;大口(kǒu)徑産品價(jià)格高。選型(xíng)要點:精度爲滿(mǎn)管型0.5-2.0級(特(tè)殊(shū)0.2級(jí))、不滿(mǎn)管(guǎn)型(xíng)1.5-2.0級、插入型2.0-4.0級;流速範(fàn)圍爲0.5-10米/秒,注意(yì)易粘(zhān)附、沉(chén)積、結(jié)垢的應大于2米(mǐ)/秒,含(hán)顆(kē)粒介質的應小(xiǎo)于3米/秒(miǎo)。
(4)渦街流量計
　　渦(wō)街(jiē)流量計 特點(diǎn)是無可(kě)動部件(jiàn),可靠性高,使用(yòng)壽命長(zhǎng);原始頻(pín)率輸出信号與實(shí)際體積流量(liàng)成線(xiàn)性關系;測量範(fàn)圍(wéi)寬,在10∶1以(yǐ)上;安裝(zhuāng)簡(jiǎn)單,維(wéi)護方(fāng)便,費用較(jiào)低;測量(liàng)精度較(jiào)高。局限性是(shì)不(bú)适于(yú)安裝在強(qiáng)震動場(chǎng)合的管(guǎn)道上;有較長的直管段。
4水資源(yuán)流量儀表的(de)選(xuǎn)型
(1)自來水的流(liú)量測量
　　最适宜(yí)用旋(xuán)翼(yì)式(shì)水表(biǎo);dn≥200的(de)選用電(diàn)磁流(liú)量計,精度達±(0.3-1)%r,可根據費用(yòng)選用(yòng),精度(dù)越高價格(gé)越貴(guì)。
(2)原水和過(guò)濾水的流量測(cè)量
　　原(yuán)水泥(ní)沙等(děng)雜質(zhì)含量較高(gāo),過濾水(shuǐ)泥(ní)沙等雜質(zhì)含量梢低(dī),若(ruò)選(xuǎn)用節流式(shì)差壓(yā)流(liú)量(liàng)計(jì),取(qǔ)壓閥等常(cháng)被泥沙堵死,相比之(zhī)下選用(yòng)勻(yún)速管、插入式渦街或(huò)插入式電(diàn)磁(cí)、超聲流(liú)量計(jì)就不(bú)會出現這些情況。因(yīn)爲轉動部(bù)分易堵易卡,故(gù)選用旋翼式水(shuǐ)表也是(shì)不适宜的,有時(shí)流體帶(dài)有長(zhǎng)纖維雜質,會挂(guà)在(zài)渦街發(fā)生體(tǐ)上,導緻儀(yí)表失靈(líng),這時也不宜選用(yòng)渦街流量計。
　　給排水(shuǐ)道(dào)若爲敞開渠(qú)道,具有自由(yóu)表(biǎo)面自然(rán)流(liú),可采用明渠(qú)流(liú)量計(jì)測量流量,而管渠,雖不(bú)敞(chǎng)開,但(dàn)是在非(fēi)受(shòu)壓非(fēi)滿管(guǎn)狀态下流動,實際上也屬于明(míng)渠。明(míng)渠流(liú)量測量(liàng)方法很(hěn)多,主要有(yǒu)堰式和槽式兩(liǎng)大類,都是設置了标(biāo)準化量水堰槽(cáo),在規(guī)定(dìng)位置測(cè)量水位,再根(gēn)據(jù)流量與水(shuǐ)位的關系計算出流(liú)量。在(zài)計(jì)算(suàn)機技(jì)術廣泛(fàn)應用的(de)今天(tiān),可将(jiāng)水位(wèi)-流量函數(shù)關系裝入儀(yí)表,采用(yòng)查表(biǎo)和線(xiàn)性内插的方法得到(dào)流量值,從而達(dá)到較高(gāo)精度。薄壁堰是測量精(jīng)度最(zuì)高的,能達(dá)到±(1—3)%fs,量程比爲(10-20)∶1,測(cè)量範(fàn)圍(wéi)達0-40000m3/h,其特(tè)點是(shì)結構(gòu)簡單(dān),價格便(biàn)宜,測量(liàng)精度高,可靠性好,其(qí)缺點是水(shuǐ)頭損失大,不(bú)能(néng)用于平坦地面的渠道(dào),堰(yàn)上遊易堆積固形物,要定期清理。槽(cáo)式流量計(jì)測量(liàng)槽有多種(zhǒng)形式,水中固态物質(zhì)幾乎不沉澱,随水流排(pái)出,水位(wèi)擡高比堰小,适用于(yú)不允許有(yǒu)大落差的(de)渠道(dào),有p槽和pb槽(cáo)等。堰(yàn)式(shì)和槽式(shì)流量(liàng)計都(dōu)是用液位(wèi)計計(jì)算(suàn)流(liú)量,常用非接觸(chù)超聲(shēng)式液位計(jì)連續測量水位(wèi),注意(yì)測點必須(xū)避免(miǎn)表面有大量泡沫的場(chǎng)所。
渦街(jiē)流量計安(ān)裝和(hé)維護都非(fēi)常簡(jiǎn)單,但隻能部
　　分(fèn)解決測(cè)量問題,因爲(wèi)口徑較大(dà)的要比同口徑(jìng)的電磁要貴,且(qiě)口徑隻能做到dn15-400,最小(xiǎo)可測(cè)流量(liàng)爲0.32m3/h,最小(xiǎo)可(kě)測流速爲(wèi)0.4m/s。電磁(cí)口徑(jìng)可以做到dn2.5-3000,可測(cè)流量(liàng)爲0.0053―305000m3/h,最小可(kě)測流速爲0.1m/s,因而(ér)覆蓋(gài)範圍比渦(wō)街流量計(jì)寬得(dé)多(duō)。大(dà)口徑的電(diàn)磁價格較貴,解(jiě)決方案是(shì)選用(yòng)插入式流量計(jì),分爲(wèi) 插(chā)入式渦街流量計(jì) 或電(diàn)磁等(děng)點流速計(jì)型、差(chà)壓式勻速管等徑流(liú)速型(xíng)等,插入式(shì)渦街(jiē)最小可測流速(sù)爲0.32m/s,精度(dù)達±1%r,測(cè)量(liàng)頭位于管道中(zhōng)心線(xiàn)上,耐(nài)髒性較好,含有(yǒu)少量(liàng)泥砂也不會引(yǐn)起故障,當流速(sù)下限更低時則無法(fǎ)完成測量(liàng)任務; 插入(rù)式電(diàn)磁流量計 下限(xiàn)無限制,隻(zhī)是誤差較大,其範圍度較大,有(yǒu)較高(gāo)精度(dù),測量頭一(yī)般位于管(guǎn)道中(zhōng)特定位(wèi)置。在大(dà)口徑管(guǎn)路(lù)流量(liàng)計中,由于流速(sù)普遍較低,泥沙、污垢(gòu)等(děng)易(yì)在儀(yí)表表面沉積,因(yīn)此流(liú)量探頭常配有球閥,實現在線(xiàn)維護和檢(jiǎn)查。
　　勻速管(guǎn)流量(liàng)計在大口徑(jìng)時(shí)用得(dé)較多,優點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單,價(jià)格便(biàn)宜,維修方便,隻要插入杆(gǎn)長度(dù)同(tóng)管(guǎn)徑相(xiàng)吻合(hé),儀表(biǎo)示值(zhí)受管内流速分(fèn)布的(de)影響較小(xiǎo),在安裝時(shí)要注(zhù)意引(yǐn)壓管中不能有氣(qì)體(tǐ)存在(zài),否則(zé)引起儀表(biǎo)示值(zhí)發生變化,故需要對引壓(yā)管進行排氣。缺點是避免泥沙将取樣孔堵死,爲不打(dǎ)破平衡必(bì)須嚴禁(jìn)排污(wū),隻允許開表時(shí)進行少量(liàng)排氣(qì)操作;相(xiàng)對流量(liàng)較小時(shí),誤差較(jiào)大,主要适于一(yī)般測量和(hé)過程(chéng)監控;标(biāo)定困難(nán),需逐台(tái)進行。威力巴流(liú)量計采(cǎi)用子彈(dàn)頭形斷面的(de)檢測(cè)杆(gǎn),流(liú)量系(xì)數(shù)k穩(wěn)定性(xìng)好,拐點相對平(píng)緩;低(dī)壓(yā)取壓孔(kǒng)位(wèi)于(yú)探頭(tóu)兩側(cè)面,流(liú)體分(fèn)離點(diǎn)之前,流速較快(kuài),避免了污垢聚集,不(bú)易堵(dǔ),而高(gāo)壓取壓孔位于高壓區,阻止了(le)流體中的(de)固體(tǐ)顆粒進(jìn)入,所以高低壓(yā)測孔的(de)本質(zhì)防堵性能(néng)優于(yú)其他(tā)斷面(miàn)的檢(jiǎn)測(cè)杆,同時(shí)檢測杆前端表(biǎo)面采用粗糙化(huà)處理(lǐ),使其表面(miàn)始終(zhōng)保持(chí)邊界(jiè)紊流,降低(dī)了流(liú)體牽引力和渦(wō)街脫(tuō)落力,從而産生(shēng)穩定流線(xiàn),使流量系數更加穩定,流量系(xì)數k的精(jīng)度(dù)爲1.0%;但(dàn)因爲(wèi)所測(cè)差壓(yā)較小,應(yīng)配(pèi)用零(líng)點穩(wěn)定性好的 微差壓變(biàn)送器 ,而“t”形阿(ā)牛巴流(liú)量計具(jù)有更強的(de)差壓信号,其(qí)它與(yǔ)威力巴流(liú)量計(jì)類似。
　　超聲(shēng)流量計換能器(qì)可不(bú)與(yǔ)介質直(zhí)接接(jiē)觸,介質有(yǒu)較多雜質也不(bú)對測量構(gòu)成嚴(yán)重威脅,夾(jiá)裝式(shì)雖精度不高,但安裝方便,常用(yòng)于流量(liàng)監視,适用于(yú)無停(tíng)車機(jī)會的(de)場(chǎng)合,常用(yòng)來與其他流量(liàng)計進(jìn)行比(bǐ)對。多聲道超聲流量計精度(dù)達(dá)±0.5%,可以(yǐ)用于(yú)貿易交接(jiē),但安(ān)裝必(bì)須在專業(yè)指導下進(jìn)行。傳播時間法的适(shì)用(yòng)于(yú)潔淨流體的(de)測量,大管徑帶測量管(guǎn)的多聲道(dào)流量計,精(jīng)度最高(gāo),基本誤(wù)差在±(0.5―1)%r,有的(de)高達±0.15%r,夾(jiá)裝式可(kě)達到(dào)±(1―3)%r;而多譜勒效應法的适用(yòng)于固相含量較多或(huò)含有氣泡(pào)的液體,基(jī)本誤(wù)差在(zài)±(3―10)%fs,當固體含(hán)量基本不變時(shí),可達±(0.5―3)%fs。
　　結論:給排(pái)水道爲敞開渠(qú)道時采用(yòng)明渠(qú)流量(liàng)計(jì);在貿易計量時,dn≤200時超聲(shēng)波儀表比(bǐ)電磁(cí)貴,選用電磁流(liú)量計,而(ér)dn≥250時超聲(shēng)流量計比電磁(cí)流量計便宜,選(xuǎn)用超聲流量計(jì),特别在大管道上優(yōu)先(xiān)選用多聲道(dào)超聲流量計(jì),精度完全滿(mǎn)足計量要求;對(duì)計量要求較低(dī)的可(kě)以選用勻(yún)速管(guǎn)流量計或(huò)插入式渦(wō)街;對一般(bān)的流(liú)量監(jiān)控可(kě)以采(cǎi)用插入式電(diàn)磁流量(liàng)計。
(3)去離子水的(de)流量測量
　　去離(lí)子水純(chún)度極高,由于(yú)管徑較小(xiǎo)可以采用渦街流量(liàng)計,在個别(bié)大管徑的(de)流量測量(liàng)中可采(cǎi)用勻速管流(liú)量計(jì)。
(4)污水的流(liú)量測(cè)量
　　污水比(bǐ)較髒污,有時有一定(dìng)腐蝕(shí)性,應(yīng)根據(jù)實際情況選擇(zé)流量計,用(yòng)管道(dào)輸送的污水可(kě)用電磁流(liú)量計(jì)進行測(cè)量,但要(yào)注意測(cè)量(liàng)管和電極(jí)的清洗;通(tōng)過明渠排放的,适(shì)用明渠流量(liàng)計或面積(jī)-速度(dù)流量計。
5結(jié)論
　　每(měi)種水流(liú)量計都(dōu)有優(yōu)缺(quē)點,因此(cǐ)了解(jiě)原理和适(shì)用範圍至關重(zhòng)要。當數種流量(liàng)計均(jun1)能滿足時(shí),應選用(yòng)無(wú)機械運動部件,磨損(sǔn)小的流量(liàng)計。一(yī)台流(liú)量(liàng)計(jì)成功(gōng)運行的條(tiáo)件是:由流體性質和(hé)精度要求選擇(zé)類型;由流量範圍選(xuǎn)擇口(kǒu)徑;由(yóu)類型(xíng)正确(què)選擇(zé)安裝(zhuāng)地點;由性(xìng)能、服(fú)務(wù)選擇廠(chǎng)家;嚴(yán)格按(àn)廠(chǎng)家說明書精(jīng)心安裝及接(jiē)線調試(shì)。

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