无源污水管道流量计的开发应用

点击次数：1797 发布时间：2020-08-10 07:57:06

目前，国内市场相继出现了不少种污水管道流量计产品，应用到各种污水计量环境中，给环境管理提供了准确的数据。通过调查发现有三个问题给流量计的应用造成了一些问题，一是污水排放口多设在厂界，一般环境较差，既没有电源又没有旋转二次仪表的地方，而市场现在销售的仪表不但要求有电源，而且二次仪表还要求使用环境，一台流量计1万元左右，但配套电源和,仪表使用环境所需投资是仪表投资的3～8倍，个别情况还要多。第二个问题是流量计的传感器在高寒地区不宜使用，一般厂家标出的低限使用温度都在-10℃，而在东北地区超过这一温度的时间大致在 3～4个月，这样就给使用单位造成了一些困难。第三是仪表使用精度问题，在调查过程中发现百分之九十以上的用户使用的是明渠流量计，既然是明渠测流，也不能解决整体污水测量的准确性，因为帕歇尔水槽测量的粗度尚没有充分的数据，其槽与水位计组合的精度一般3%～5%左右，如美国ISCO生产的流量计标出的流量精度为5%，而标的水位精度在千分之二，既然使用槽作为测流手段，那么使用一些简单的仪表与槽配合完全可达到计量要求。
流量计
根据上述问题，我们推荐一种无缘污水管道流量计。
2、原理与特点
本仪器现场安装结构如图（1）所示，其原理是水通过水槽1（该设计是以帕歇尔水槽（Parshall）为标准），将水量变换成标准水位，由浮子3（参看图2）带动水位流量变换装置4，该变换装置将变换好的流量信号经传动装置6传给显示装置5显示瞬时流量，并同时经传动装置6将这一信号传给记录装置10，这一装置采用了自记钟的原理，在特制的记录纸上将流量信号按时间及日期记录下来，记录满后由仪表操作者收回统计：

该流量计区别于其它型式流量计主要是：

（1）全机械不需要任何电源。

（2）整机没有电子原器件,受温度、湿度及水质影响小，曾在-40℃～50℃的情况下试验运行正常，适用范围广。

（3）仪器造价低，,600～800台。

（4）结构简单，运行可靠，需维护量极小。

（5）操作方便，使用人员不需专门培训，一般工人即可操作。

3、系统设计

3.1量水槽设计

一般明渠测流量使用的方法较多，该仪器采用了国内外通有的帕歇尔水槽，人为改变流态，但不改变流量，流体流过水槽时其水位高度和流量有一定的函数关系，用帕歇尔水槽测量污水具有建筑体积小，水头损失小，无淤积，不易堵塞，便于工厂商品化。水槽可用PVC塑料、钢板和玻璃钢制造。在使用环境好，要求不高时也可设计采用三角堰和矩形堰，制造更为简单，帕歇尔量水槽尺寸可通用见中华人民共和国国家计量检测规程手册（JJG711-90）。

3.2液位计设计

有了标准水槽，测量流量就可通过测量液位求得流量结果，因为污水流经帕歇尔水槽时形成一定的液位高度。在自由状态下流量与液全高度之间存在着固定的函数关系：

Q=CHs

式中Q为瞬时流量,H为液位高度，C、N是与帕歇尔水槽有关系的系数。设计采用了浮子带动变换器的方法，实现液位高度满足记录仪的标准要求。在这一过程中也产生了仪表的主要误差，造成误差的因素是浮子的传递误差和记录误差。分析如下：

（1）浮子连线由于温度变化引起的膨胀误差e1，浮子连线采用1R18Ni9Ti材质不锈钢丝，长度在1.5m左右，查得膨胀系数为11.2×10-6（1/℃），设计环境最大温差为±30℃，有eman=0.5mm。

（2）记录纸误差e2，根据上海记录纸厂标准给出e2〈0.5mm。

（3）记录仪误表e3，因记录仪设计采用,国家标准设备，出厂给出的最大误差〈0.05.因此e3man=0.05mm。

（4）现场安装零的误差e4。也就是浮子在静水井里当没水时标校产生的误差，如按要求标校产生的误差，按要求标校e4man可小于1mm。

上述所述误差最大值的和为emax。

该仪器测量液位时最大相对误差〈3‰（按30m³/min最大流量，液位最大高度820mm计算）。

3.3瞬时流量显示设计

流量计表盘刻度是根据流量公式Q=CHN，通过液位长度计算出相应的角度，表盘上的相应角度代表相应的流量。