摘要：水資源的短缺已稱為制約我國可持續(xù)發(fā)展道路的主要因素。除了節(jié)約用水外，水污染的防治也是水資源保護(hù)的當(dāng)務(wù)之急。建立污水處理廠是治理污水的重要手段之一。液體流量計(jì)作為污水處理廠中的計(jì)量器具，是雙方貿(mào)易結(jié)算的依據(jù)。本文主要是通過對電磁流量計(jì)和超聲流量計(jì)的介紹，為污水廠在流量計(jì)的選用中提供參考。
當(dāng)前,我國是嚴(yán)重水匱乏的國家,水資源的短缺已成為可持續(xù)發(fā)展的嚴(yán)重制約因素,可以說已經(jīng)成為我國可持續(xù)發(fā)展的瓶頸。水資源時空分布嚴(yán)重不均,人口眾多和傳統(tǒng)工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度較快加劇了缺水問題;嚴(yán)重的水污染又使缺水問題日益突出;因此,水污染防治是水資源保護(hù)的當(dāng)務(wù)之急。節(jié)水是從量.上保護(hù)水資源，防治污染是從質(zhì)上保護(hù)水資源,二者缺一不可,相輔相成,節(jié)水本身就減少了污染總量;污染的防治則實(shí)際上減少了不可利用的水量,等于節(jié)水。
污水處理廠的建設(shè)是治理污水的重要手段之一。目前，天津市投入運(yùn)行的污水處理廠達(dá)到58座,累計(jì)日處理能力達(dá)到260萬t,使全市污水處理率達(dá)到85%以上(城區(qū)90%以.上)。現(xiàn)有的污水處理.廠大多是由企業(yè)投資建設(shè),處理污水所需的費(fèi)用由政府結(jié)算。液體流量計(jì)作為污水處理廠中的主要計(jì)量器具,是雙方結(jié)算的依據(jù)。由于其他類型液體流量計(jì)(如渦輪流量計(jì)、渦街流量計(jì)等)對水質(zhì)要求比較高,污水處理廠中常用液體流量計(jì)是電磁流量計(jì)和超聲流量計(jì)。
1、電磁流量計(jì)的測量原理是根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，當(dāng)一導(dǎo)體在磁場中運(yùn)動切割磁力線時,在導(dǎo)體的兩端即產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，其方向由右手定則確定,其大小與磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度、導(dǎo)體在磁場內(nèi)的長度及導(dǎo)體的運(yùn)動速度成正比，如果,,三者互相垂直,則E=BLu(1-1)
其中:k一儀表系數(shù);
`v一測量管道截面內(nèi)的平均軸向流速圓形截面測量管道的體積流量qv為
其中:一流量計(jì)的校準(zhǔn)系數(shù)，該系數(shù)實(shí)際上通常是靠實(shí)流校準(zhǔn)得到。
由上式可見,體積流量qv與感應(yīng)電動勢和測量管內(nèi)徑呈線性關(guān)系，與磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度呈反比，與其他物理參數(shù)無關(guān),這也是電磁流量計(jì)優(yōu)點(diǎn)。它的結(jié)構(gòu)主要包括流量傳感器與轉(zhuǎn)換器兩部分組成。傳感器主要由--段流過被測導(dǎo)電液體的測量管;內(nèi)襯通常是絕緣的,一對或多對電極測量管道內(nèi)導(dǎo)電液體流動產(chǎn)生的信號;在測量管中產(chǎn)生磁場的電磁體。轉(zhuǎn)換器主要采用模擬集成運(yùn)算放大電路對傳感器電極產(chǎn)生的電信號進(jìn)行放大處理,來反映管道中流量的變化，通過二次顯示儀表讀取流量值。
2、超聲流量計(jì)以測量超聲波在流動介質(zhì)中傳播的時間與流量的關(guān)系為原理。通常認(rèn)為超聲波在流體中的實(shí)際傳播速度是由介質(zhì)靜止?fàn)顟B(tài)下超聲波的傳播速度Cf和流體軸向平均流速vm在超聲波傳播方向上的分量組成。如圖,順流和逆流傳播時間與各量之間的關(guān)系是
其中:tup一超聲波在流體中逆流傳播的時間;
Tdown一超聲波在流體中順流傳播的時間;
L一聲道長度;
cf一超聲波在流體中傳播的速度;
vm一流體的軸向平均流速;
φ一聲道角
可利用式(1-5)的兩個公式得出流體流速的表達(dá)式.
將測得的多個聲道的流體流速vi=1,2,....k;利用數(shù)學(xué)的函數(shù)關(guān)系聯(lián)合起來,可得到管道平均流速的估計(jì)值，乘以過流面積,即可得到體積流量,，
式中:k一聲道數(shù)。
超聲波流量計(jì)主要由流量計(jì)表體、超聲換能器及其安裝部件、信號處理單元和流量計(jì)算機(jī)組成。對于現(xiàn)場接觸式和外夾式流量計(jì),安裝換能器處的管道可做表體使用,接觸式流量計(jì)的換能器直接與被測流體接觸，外夾式流量計(jì)的換能器緊密安裝在管道外壁。
3、兩種流量計(jì)有各自的優(yōu)缺點(diǎn):
(1)電磁流量計(jì)在污水測量中的優(yōu)點(diǎn)主要有以下幾個方面:
(a)壓力損失小相對較小。電磁流量計(jì)的傳感器結(jié)構(gòu)簡單,測量管內(nèi)沒有可動部件,也沒有任何阻礙流體流動的節(jié)流部件,當(dāng)流體通過流量計(jì)時不會引起任何附加的壓力損失,流量計(jì)的阻力僅是同一長度管道的沿程阻力,是流量計(jì)中運(yùn)行能耗流量儀表之一。
(b)可以測量臟污介質(zhì)及懸濁性液固兩相流的流量。電磁流量計(jì)的測量通道是-段無阻流檢測件的光滑直管,不易阻塞含有固體顆粒或纖維的液固二相流體。
(c)電磁流量計(jì)所測得的體積流量,實(shí)際上不受流體密度粘度溫度、壓力和電導(dǎo)率變化的影響。缺點(diǎn)主要是不能測量含有大量氣體的液體。
(2)超聲流量計(jì)在污水測量中的優(yōu)點(diǎn)主要有以下幾個方面:
(a)可做非接觸式測量。
(b)和電磁流量計(jì)-般為無流動阻撓測量,沒有壓力損失。
(e)可測量非導(dǎo)電性液體,對無阻撓測量的電磁流量計(jì)是一種補(bǔ)充。
時間法超聲流量計(jì)只能用于清潔液體,-般在污水廠中主要用于出水管道流量的測量。
考慮到污水測量過程中管道中雜質(zhì)、氣泡對電磁流量計(jì)的影響,以及超聲流量計(jì)在日常維護(hù)與保養(yǎng)得重要性,-種專用于污水測量的流量計(jì),將是流量工作者今后努力研究的方向。
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