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无源污水流量计的开发应用

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无源污水流量计的开发应用
点击次数: 发布时间:2017-10-20
目前,国内市场相继出现了不少种污水流量计产品,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。
3.4记录纸设计
记录纸其长度和宽度根据记录设备要求,其横坐标可以设计成以小时为单位,也可以设计成以天为单位,可以根据用户要求设计成不同型式,其纵坐标也是根据流量公式Q=CHN计算得到,量程可自己选择,其样式可参见图3。

3.5技术指标
(1)测量范围:0-25m³/min(根据用户要求可调整)。
(2)测量误差:流量〈5%F.S;液位〈5‰F.S (3)工作方式:连续
(4)使用温度:-30℃~50℃。
(5)使用湿度〈RH85%
(6)重量:3.5kg。
4、存在问题
(1)该仪表的累计流量是通过记录纸统计得出,需要操作者计算,虽说很容易,但要多一道手续。
(2)有时用户在测量流量的同时要等比采样,等比采样的设备要求有一个模拟信号,因该仪器是无源仪表,故没有这一输出。设计者也考虑到这一点,如有要求可在仪表的传动轴上加接一个滑线电阻式传感器,加接后仍然不需加电源,电源由取信号端加接即可。

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