摘要:市(shì)政環保行(háng)業(yè)正處在(zài)數字(zì)化(huà)轉(zhuǎn)型升級階段,其(qí)目标(biāo)就是(shì)業(yè)内一(yī)直倡導(dǎo)的(de)智(zhì)慧水(shuǐ)務,但數(shù)字化概念的(de)提出在操作層面顯(xiǎn)得更(gèng)爲明(míng)确。流量計 作爲數字化建(jiàn)設底(dǐ)層(céng)信息采(cǎi)集單(dān)元,它(tā)的選用和(hé)應(yīng)用十分(fèn)重要。本(běn)文對市政環保行(háng)業流(liú)量計的技(jì)術特點進(jìn)行(háng)分析探(tàn)讨,明确不(bú)同工(gōng)況中流量計(jì)選(xuǎn)用的适合性,以(yǐ)達到(dào)市(shì)政環保項目(mù)數據可靠(kào)、運行穩定及施(shī)工方(fāng)便的效果(guǒ)。另外(wài),在流量計(jì)融合數字化通信技(jì)術方面,結(jié)合國内(nèi)外(wài)工業(yè)互聯(lián)網物聯網的應用發展對(duì)流量(liàng)計(jì)技術今後的發展趨勢(shì)提出(chū)展望。
　　在市(shì)政環保項(xiàng)目中(zhōng),流量(liàng)計是應用廣泛的(de)儀(yí)表之一。流量(liàng)是指單位時(shí)間内流經封閉(bì)管道或明(míng)渠有效截(jié)面的(de)流體(tǐ)量，流量計可以根據工況需(xū)要給出現場(chǎng)所需的瞬時流量及累計流量(liàng)。其介質可(kě)以爲液體(tǐ)和氣體。常用(yòng)流量計可以(yǐ)按原理分(fèn)爲(wèi)電(diàn)磁流量計(jì)、超聲(shēng)波流量(liàng)計(jì)、 渦街(jiē)流量計 、 質量流量計(jì) 、差(chà)壓(yā)流量(liàng)計及明(míng)渠(qú)流量(liàng)計等。目前在市(shì)政領(lǐng)域應用是(shì)電磁(cí)流量計、超(chāo)聲波流量(liàng)計及(jí)明渠(qú)流量(liàng)計。本(běn)文簡要介紹這幾種流量計的(de)原理(lǐ)和(hé)使用，上(shàng)的注(zhù)意事項。
1電(diàn)磁流量(liàng)計
　　電(diàn)磁(cí)流量計 以優異(yì)的精(jīng)度(dù)和(hé)穩定性,在(zài)市政環保(bǎo)領域使用(yòng)廣泛(fàn)，見圖(tú)1。它具有(yǒu)耐(nài)腐蝕、無阻流部(bù)件、雙(shuāng)向測量與(yǔ)測量(liàng)範圍(wéi)廣(100:1~1000:1)等特(tè)點(diǎn)。其原理爲(wèi)法拉(lā)第電(diàn)磁(cí)感(gǎn)應原(yuán)理(lǐ),計(jì)算公(gōng)式爲(wèi):
 
　　式中(zhōng):um爲測(cè)量電(diàn)壓産生的和流體(tǐ)流向正(zhèng)交的電(diàn)磁場;b爲(wèi)測量電(diàn)壓(yā)的磁通密度,穿過流(liú)體介(jiè)質并正交于流體流向;v爲(wèi)介質流速(sù);d爲測量管道(dào)内徑;k爲(wèi)比例系(xì)數或傳(chuán)感器(qì)常數
 
　　電磁流(liú)量計的精度(dù)一般在0.2%~0.5%,要(yào)求(qiú)介(jiè)質電導率不小(xiǎo)于5μs/cm,其原理,見圖(tú)2。對于(yú)市政水處(chù)理的(de)的(de)工(gōng)藝要(yào)求，管(guǎn)徑範圍可以從(cóng)dn15到dn2200(目前市(shì)場最大口徑的電磁流量計dn3000,但(dàn)由于安裝(zhuāng)成本(běn)和實(shí)際(jì)精度等(děng)因素,本文不推薦使用(yòng))。
 
2超(chāo)聲波(bō)流量計
　　超(chāo)聲波流量計分(fèn)爲插(chā)人式和(hé)外夾式(shì)，可測量非導電(diàn)介質,最(zuì)大(dà)的測(cè)量管徑(jìng)可以達(dá)到10m(外夾(jiá)式),見圖3。
 
　　大多(duō)數的超聲波流(liú)量計的測量基本(běn)原理采(cǎi)用時差法，其表達式(shì)如下:
 
　　插入(rù)式超聲波(bō)具有(yǒu)免維護、不受電(diàn)磁影響、可帶壓(yā)安裝、無需中斷(duàn)流體等(děng)特點,在(zài)市政(zhèng)管網應用(yòng)中具有(yǒu)無可比拟的(de)優勢(shì),見圖(tú)4.
 
3明(míng)渠(qú)流量(liàng)計
　　 明(míng)渠流(liú)量計 是(shì)測量許(xǔ)多非(fēi)滿水、大流量(或(huò)小流(liú)量(liàng))的儀器(qì),在自(zì)然流(liú)動的(de)自由水(shuǐ)面狀态(tài)下(xià)測量流體的(de)流量(liàng)
　　其原(yuán)理(lǐ)爲(wèi):利用明渠(qú)在特(tè)殊堰槽(cáo)中的液(yè)位與流量的線(xiàn)性關系進行流量測量，見圖(tú)5。
 
　　此(cǐ)種方式的(de)測量精度與超聲波(bō)液位計的精度有直接的關系(xì)，最高精度可(kě)達(dá)到1mm。
4流(liú)量(liàng)計的安(ān)裝與應用(yòng).
4.1流量(liàng)計在(zài)市政環保(bǎo)項目中的應用(yòng)
　　目前(qián)大體分爲(wèi)3類典型(xíng)應(yīng)用:污(wū)水廠、淨水廠及管網。流量計的(de)選(xuǎn)擇(zé)需要考慮(lǜ)現場的工(gōng)況與(yǔ)施工(gōng)要求,現分(fèn)析如下(xià):新建淨水廠、污水廠及(jí)管網在安裝條(tiáo)件允許(xǔ)的(de)情況下,安裝電(diàn)磁流(liú)量計是不錯的(de)選擇,但在安裝中(zhōng)需(xū)注意一-些(xiē)情況。由(yóu)于(yú)電磁流量(liàng)計的特性(xìng),測量(liàng)介(jiè)質(zhì)需滿管,如(rú)不滿足滿(mǎn)管條(tiáo)件,請(qǐng)參考(kǎo)圖6的建議。
 
　　前5後(hòu)3直管段必須具備(尤(yóu)其大口徑(jìng)電磁(cí)流量計),見圖(tú)7.
　　可(kě)以縮徑(角(jiǎo)度α≤8°),但不允(yǔn)許擴徑，見(jiàn)圖8。
 
　　不(bú)可測量(liàng)含氣液(yè)體，如液(yè)體内有氣體,需(xū)提前做好排氣(qì)。
　　接線時需要注(zhù)意:不可(kě)錯接、不(bú)可漏(lòu)接、不可有(yǒu)潮氣進入,并且(qiě)一定注意周邊(biān)的電磁(cí)幹擾及(jí)振動(dòng)幹(gàn)擾。
　　供水(shuǐ)老(lǎo)舊管網(wǎng)改造或dma(districtmeasuringarea)流量分區(qū)計(jì)量項目中(zhōng),優先(xiān)選擇超(chāo)聲波流(liú)量計。城鎮(zhèn)老舊供(gòng)水管網改造(zào)或dma分區(qū)計(jì)量(liàng),需(xū)要加(jiā)入大量流(liú)量計進(jìn)行(háng)計量(liàng),會遇到供(gòng)水管網(wǎng)施工(gōng)難(nán)度大、斷流影響(xiǎng)大的(de)問題(tí)。如果(guǒ)此時(shí)選用電磁流量(liàng)計,勢(shì)必需(xū)要破(pò)管、停水、安裝法(fǎ)蘭,而且時(shí)間會(huì)比較(jiào)長。這(zhè)種工(gōng)況如果采用可帶壓安裝的超聲(shēng)波(bō).流量計,将(jiāng)會最大限度地(dì)避免上述情況的發(fā)生(shēng)。
　　在進行超聲波流量計(jì)安裝(zhuāng)的時候,需(xū)要注意下面幾(jǐ)點:
(1)需要(yào)專業的(de)安裝團隊(duì)進行操作,安裝的專(zhuān)業與否對插人式超聲波流量計的精度影響非常(cháng)大，見圖9。

 
(2) 超(chāo)聲波(bō)流(liú)量計 的(de)安裝需要預留(liú)足夠的空(kōng)間，見(jiàn)圖10。
 
(3)安(ān)裝時(shí)盡量(liàng)避開雨季(尤其是南(nán)方城(chéng)市),避(bì)免線纜、變送器(qì)進水(shuǐ)
　　圓形非滿(mǎn)管測量,可(kě)以選(xuǎn)擇可測(cè)量圓管(guǎn)的明渠流(liú)量計(jì),見圖11和圖12。
 
　　城鎮(zhèn)排水管網(wǎng)中的(de)圓形(xíng)管(guǎn)道(dào)是排(pái)水管(guǎn)道中數量最多(duō)的，而且大(dà)部分屬于非滿管。這(zhè)一(yī)類(lèi)管(guǎn)道(dào)的流量(liàng)測量一(yī)直是水行(háng)業中(zhōng)的一個難點。由于該(gāi)難點的存(cún)在,導緻市(shì)場中出現了大量的(de)概念(niàn)性的(de)非滿(mǎn)管流(liú)量計，對于(yú)推進此問題的(de)解決(jué)提供了衆(zhōng)多的可.參考方(fāng)案。
　　現在本文推(tuī)薦一種簡單易(yì)行且有效的方(fāng)案:内(nèi)置圓管(guǎn)測量的(de)明渠流量計。
　　此(cǐ)類(lèi)明渠流(liú)量計(jì)内(nèi)置(zhì)了圓(yuán)管明渠的(de)測量程序，選擇好超(chāo)聲波液位(wèi)探頭(tóu)的安裝位置進(jìn)行安裝即可,同(tóng)時在流量(liàng)計設(shè)置菜單中找到(dào)圓管測量(liàng)并進(jìn)行相(xiàng)應(yīng)設置即可。
　　但(dàn)此類明渠(qú)測量(liàng)值(zhí)不可用(yòng)于貿易交(jiāo)接使用,可以作(zuò)爲參(cān)考值進(jìn)行記錄(lù)
5流量計的(de)技術(shù)發展(zhǎn)探讨
5.1無線(xiàn)通信技(jì)術(shù)
　　流量測量重要(yào)且複雜,近(jìn)年來與網(wǎng)絡技(jì)術(shù)的結合(hé)使(shǐ)流量(liàng)計的應(yīng)用更(gèng)爲(wèi)簡便(biàn),在人機(jī)交互上更豐富(fù)。如通過與(yǔ)無線遠(yuǎn)傳技術(shù)的結合,流量測(cè)量突破了(le)物理距離的限(xiàn)制。工業水監(jiān)測的場合.目前流(liú)量儀(yí)表應用在較典(diǎn)型的(de)無線(xiàn)應用(yòng)有:藍牙bluetooth無線hart(wirelesshart).gprs/cdma.lora和(hé)nb-iot等,其中後者是最近(jìn)物聯(lián)網技(jì)術進(jìn)入到工業(yè)領域中的(de)應(yīng)用(yòng)。但通(tōng)過不同應(yīng)用場合(hé)或從經濟性(xìng)和實用性(xìng)等(děng)需求考慮.無(wú)線和以太(tài)局域(yù)網lan技術組合應用.是時下比較(jiào)流行的通(tōng)信組(zǔ)合,有着廣(guǎng)闊應(yīng)用前景。
　　遠程(chéng)診斷和檢驗(yàn)爲廣(guǎng)大用(yòng)戶(hù)提供了實時(shí)的精度追(zhuī)蹤和遠(yuǎn)程(chéng)維護(hù)的工具。無線通信和互聯網的(de)應用在市政流(liú)量測(cè)量應(yīng)用中(zhōng)的一(yī)個熱點應(yīng)用:即流.量計(jì)的(de)遠程檢(jiǎn)驗和校(xiào)驗技術與通信技術的結合。
　　目(mù)前國内外(wài)流量(liàng)計的生産廠商(shāng)都發展出在線(xiàn)流量(liàng)檢驗的工(gōng)具包,簡化(huà)了市(shì)政用(yòng)戶監測流(liú)量儀表的應用(yòng)狀況。可(kě)以預見(jiàn)，與無(wú)線遠(yuǎn)程技術的(de)結合.對流(liú)量精度跟蹤到(dào)流量(liàng)計的使(shǐ)用(yòng)狀況(kuàng)評估(gū)乃至發展到預先判(pàn)斷故障(zhàng)發生的(de)時間和(hé)地點是(shì)切實(shí)可(kě)行(háng)的(de)技(jì)術必然。态(tài)勢感知測量或故障(zhàng)預測(cè)等(děng)系列測(cè)量領域的(de)前沿技術也必(bì)将爲(wèi)流量計帶來更廣闊的(de)應用前(qián)景。但同時一些(xiē)基(jī)本的應(yīng)用基(jī)礎也制約(yuē)着這些應用的發展(zhǎn),比較典型和突(tū)出的(de)問題有數(shù)據格(gé)式的統一(yī).或者(zhě)說底層測量單元和(hé)監測單元的無縫鏈(liàn)接問題。
5.2網(wǎng)絡安(ān)全
　　互(hù)聯網(wǎng)技術(shù)的融合賦予用(yòng)戶對(duì)流(liú)量計及(jí)監控(kòng)系統(tǒng)更多的自(zì)主和靈活(huó)性。如流量計和(hé)相關(guān)檢測單元(yuán)的信息上(shàng)雲,這(zhè)可爲(wèi)使(shǐ)用者突(tū)破原有層級限(xiàn)制,信息的獲取(qǔ)會更迅捷和扁(biǎn)平化。用戶排除(chú)故障所(suǒ)花(huā)費的成本大爲降低(dī),預計今後(hòu)流量(liàng)計的數量(liàng)會越(yuè)來越多。但(dàn)網絡(luò)技術的(de)應用也不可避免(miǎn)地會(huì)帶(dài)來網路安全(quán)等問題,特(tè)别如前文(wén)談到的區(qū)域計量(liàng)等流量(liàng)數據(jù)其實是屬(shǔ)于(yú)企業(yè)和(hé)政府(fǔ)敏感(gǎn)的數(shù)據,如(rú)何保護信(xìn)息安(ān)全,是市政(zhèng)用戶(hù)特别是項目決策者關心的問(wèn)題。
　　可以預見(jiàn),新(xīn)技術(shù)的相互結(jié)合将大(dà)幅(fú)度促(cù)進流(liú)量計的數(shù)量增加性能提升和成本降低(dī),而更多的流量數據和(hé)相關數(shù)據的獲得,爲流(liú)量數(shù)據的(de)充分(fèn)挖掘利用提供可能。供職的企業爲許(xǔ)多工業(yè)領域提供過縱(zòng)深防禦和(hé)安全(quán)隔離(lí)的工業網(wǎng)絡安(ān)全的(de)解決方案。爲(wèi)市(shì)政工(gōng)業網(wǎng)絡安全系(xì)統架構可以結(jié)合本行業技術特點,再借(jiè)鑒其它工(gōng)業領域的網絡(luò)安全技術(shù),迅速建立起市(shì)政工業數字化(huà)網絡解決方案(àn)

本文(wén)來源(yuán)于網(wǎng)絡,如(rú)有侵權聯系即(jí)删(shān)除！