自來水計量表在水處理工程中滿管狀態(tài)測量中的選型

水處理工程中污水量的測量方法有很多種，如自來水計量表、巴歇爾計量槽，超聲波流量計、渦街流量計、轉(zhuǎn)子流量計等，其中運(yùn)行能耗*低的流量計之一就是自來水計量表，且以滿管自來水計量表應(yīng)用*為廣泛。本文將著重介紹滿管自來水計量表的特點(diǎn)、選型、安裝及應(yīng)用。
1、滿管自來水計量表測量原理
滿管自來水計量表用于測量滿流狀態(tài)的管道內(nèi)導(dǎo)電液體的流量，其測量原理是基于法拉*電磁感應(yīng)定律。在被測管道的管壁上安裝一對檢測電*，當(dāng)管道中的導(dǎo)電液體沿管道軸線方向運(yùn)動時，導(dǎo)電液體便切割磁力線，產(chǎn)生了感應(yīng)電動勢。
傳感器將產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢轉(zhuǎn)換成信號，并通過信號電纜送到轉(zhuǎn)換器。轉(zhuǎn)換器將信號進(jìn)行放大，并通過一系列數(shù)字處理后，*終轉(zhuǎn)換成流量信號，并以標(biāo)準(zhǔn)信號輸出。
可見流量的測量值只與導(dǎo)電液體的平均流速有關(guān)，與液體的粘度、溫度等因素?zé)o關(guān)。
2、適用條件
（1）被測液體的電導(dǎo)率一般不低于5x10-6 S/cm；
（2）管道內(nèi)液體始終保持滿管流狀態(tài)，且滿足流速要求；
（3）被測液體不能含有較大氣泡；
（4）被測液體不能具有較高溫度。
3、選型參數(shù)
3.1 量程范圍
量程范圍指流量計可測得的*大流量與*小流量的范圍。設(shè)計時選擇自來水計量表的量程上限值可為被測管道*大流量值的1.3倍。
此外，為了保證測量精度，正常流量應(yīng)在量程上限值的50%以上。
3.2 流速與口徑
流量測量范圍上限值的流速應(yīng)在0.5m/s~10m/s范圍內(nèi)選定，下限值的流速應(yīng)為上限值的1%~5%。
污水廠內(nèi)輸送污水或者粘度不高的液體的管道流速一般在1.5~3m/s之間。
易粘附、堆積、結(jié)垢的液體，管道流速一般不低于2m/s，*好3m/s以上。
腐蝕性的液體，管道流速一般要低于2m/s。
自來水計量表的口徑通常與被測管道相同，當(dāng)液體流速不滿足上述要求時，自來水計量表的口徑可比被測管道略小或略大，以保證流速滿足要求。
3.3工作壓力
自來水計量表的使用壓力必須低于其工作壓力，目前國內(nèi)生產(chǎn)的自來水計量表的壓力規(guī)格為：
口徑<50mm，工作壓力為1.6MPa；
50mm&le;口徑&le;900mm，工作壓力為1.0MPa；
口徑&ge;1000mm，工作壓力為0.6MPa；
4、選擇結(jié)構(gòu)形式
自來水計量表按照傳感器是否與轉(zhuǎn)換器連為一體，可分為一體式和分體式兩種結(jié)構(gòu)形式。
4.1 一體式
一體式自來水計量表的特點(diǎn)是轉(zhuǎn)換器與傳感器安裝在一起，現(xiàn)場顯示；除了供電和輸出信號電纜外，不需要另外連接專用的電纜。
優(yōu)點(diǎn)：安裝簡單、敷線方便。
缺點(diǎn)：精度較低、不耐高溫、不宜安裝在地面以下。
4.2 分體式
分體式自來水計量表的特點(diǎn)是通過專用的信號電纜將傳感器和轉(zhuǎn)換器連接起來，轉(zhuǎn)換器通常安裝在離傳感器不太遠(yuǎn)的地方，可以遠(yuǎn)傳顯示。
優(yōu)點(diǎn)：精度較高、耐高溫、適用于環(huán)境條件較差的場所、便于觀察數(shù)據(jù)。
缺點(diǎn)：安裝和敷線要求嚴(yán)格。
4.3 選擇要點(diǎn)
現(xiàn)場環(huán)境條件較好的情況下，通常選用一體式自來水計量表。
分體式自來水計量表可用于以下情況：
環(huán)境溫度或流量計轉(zhuǎn)換器表面受輻射溫度大于60℃；
現(xiàn)場濕度較大或者存在腐蝕性氣體；
安裝在井下或者高空；
管道震動較大。
5、選擇供電方式
5.1 供電方式分類
根據(jù)供電電源的不同，自來水計量表的供電方式有三種。
（1）交流電源（220V AC）
目前應(yīng)用*多，一般工程現(xiàn)場都有220V電源，流量計接線方便。
（2）直流電源（24V DC）
主要用于現(xiàn)場不允許使用交流電或者從安全方面考慮采用低壓直流電的場所。
（3）電池（3.6V DC）
目前應(yīng)用不是很多，主要用于現(xiàn)場沒有任何電源的場所。
5.2 選擇要點(diǎn)
在選擇自來水計量表的供電方式時可以考慮以下幾個方面：
（1）傳感器與轉(zhuǎn)換器的距離（分體式）
傳感器與轉(zhuǎn)換器連接用的專用屏蔽電纜*大長度只能做到99米，超過99米信號會衰減很厲害，如果這種情況下還采用24V供電就很難測量了。
因此，在自來水計量表與控制室距離不遠(yuǎn)的情況下（99米以內(nèi)），可以選擇直流電源（24V DC），這樣可以節(jié)省供電電源，電纜敷設(shè)走橋架時也不用加隔板。
但是當(dāng)自來水計量表距離控制室較遠(yuǎn)時（100米以上），*好用交流電源（220V AC）。
（2）防爆要求
交流電源（220V AC）供電在現(xiàn)場做到的*大限度是隔爆級，直流電源（24V DC）可以做到本安級，設(shè)計時應(yīng)考慮現(xiàn)場對儀表防爆等級的要求。
6、選擇襯里材料
自來水計量表測量管的襯里材料取決于被測液體的溫度和化學(xué)性質(zhì)，常用的三種襯里材料見表6.1所示。
表6.1 常用襯里材料及其適用條件　　
7、安裝要求
7.1 直管段長度
（1）上游直管段長度：自來水計量表電*中線上游直管段長度必須滿足5倍管道直徑的長度。
（2）下游直管段長度：自來水計量表電*中線下游直管道長度通常為2~3倍管道直徑的長度。
7.2 傳感器安裝
傳感器安裝方向水平、垂直或傾斜均可，不受限制。但是測量固液兩相流體*好垂直安裝，自下而上流動，可以避免水平安裝時襯里下半部的局部磨損嚴(yán)重，低流速時固相沉淀等缺點(diǎn)。
7.3 轉(zhuǎn)換器安裝
分體式自來水計量表的轉(zhuǎn)換器安裝在傳感器附近或儀表室。轉(zhuǎn)換器與傳感器的間距一般不超過100米。
為了避免干擾信號，信號電纜必須單獨(dú)穿在接地保護(hù)鋼管內(nèi)，不能把信號電纜和電源線安裝在同一鋼管內(nèi)。
7.4 接地
傳感器必須單獨(dú)接地，接地電阻100&Omega;以下。
傳感器測量管的金屬管體與液體應(yīng)同為地電位，接地系統(tǒng)的接地電阻應(yīng)小于10&Omega;，所有傳感器與連接管道必須有良好的連線，如果連接管道是非金屬管道或者管道內(nèi)有絕緣涂層，則應(yīng)選用接地法蘭。
7.5 安裝環(huán)境
（1）測量混合相流體時，選擇不會引起相分離的場所；測量雙組分液體時，避免安裝在混合尚未均勻的下游；測量化學(xué)反應(yīng)時，要裝在反應(yīng)充分完成段的下游；
（2）盡可能避免測量管內(nèi)變成負(fù)壓；
（3）選擇震動小的場所，特別對一體型儀表；
（4）避免附近有大電機(jī)、大變壓器、以免引起電磁場干擾；
（5）宜安裝在易于實(shí)現(xiàn)傳感器單獨(dú)接地的場所；
（6）盡可能避開周圍環(huán)境有高濃度腐蝕性氣體；
（7）轉(zhuǎn)換器安裝的環(huán)境溫度在-10℃~45℃之間；
（8）環(huán)境相對濕度在10%~90%范圍內(nèi)；
（9）傳感器盡可能避免受陽光直照；
（10）盡量避免雨水浸淋或被水浸沒。
8、結(jié)束語
自來水計量表作為水處理工程中一種常用的流量測量儀表，其測量結(jié)果的精確程度與設(shè)計人員是否正確選型，施工人員是否正確安裝密不可分。只有在選型正確、安裝正確的前提下才能讓自來水計量表發(fā)揮其作用，滿足工程精確計量的要求。