电磁流量计在重金属废水自动监测系统中的应用

摘要：本文介绍了管道式电磁流量计在重金属废水自动监测系统中的应用，分析了管道式电磁流量计与超声波流量计的误差来源，并对管道式电磁流量计应用于自动监控行业进行可行性分析。

1、引言

“十一五”以来，根据主要污染物总量减排监测的要求，废水重点排污企业均安装了废水流量自动监测装置，其中最常用的为超声波明渠污水流量计(以下简称“超声波流量计”)和管道式电磁流量计(以下简称“电磁流量计”)。超声波流量计有着超强的测量液位的能力，但同时也存在使用过程中安装高度与位置不规范、测量环境不合适等问题。而电磁流量计是通过2个不同磁场相交产生一个应变脉冲信号来准确地测量位置，具有精度高、线性好、运行稳定的特点，在给排水、污水处理、引水工程等项目中得到广泛的应用。本次实验选取了具有代表性的采用上述2种原理的流量计进行现场比对，并与经典的手工卷尺测量方法进行比较，分析2种方法在实际监测中的误差情况。

2、实验方法

2.1 实验时间及地点

本试验于2013年1月8日11：43：20～2013年1月9日17：17：51和2013年1月11日12：31：19～2013年1月13日14：08：14两个时段内采用手工、电磁流量计和超声波流量计3种方法测量理研汽车配件(武汉)有限公司明渠堰槽排放的六价铬废水。

2.2 设备选型

本次实验所用设备如表1。

2.3 实验结果

3种测量方法试验结果见图1、图2。以手工实测液位高度为基准，DR－831A明渠流量计与TKL－1型超声波明渠流量计测量误差见图3、图4。

从图1可以看出，手工测量数据最大、DR－831A测量数据其次、TKLⅠ测量值最低。

从图2可以看出，手工、DR－831A和TKL－Ⅰ3种测量方式在1月11日的测量结果同1月9日具有相似性，都表现出手工比对测量值最大、TKL－Ⅰ测量值最小。

见图3，以手工实测液位高度为基准，2种流量计的误差均在±5%的范围内。除在1月9日14：40和14：45两个时间点测量值表现出DR－831A测量误差高于TKL－Ⅰ外，其他时段都明显表现出DR－831A测量误差小于TKL－Ⅰ。

由图4可知，以手工实测液位高度为基准，2种流量计的误差均在±5%的范围内。1月11日12：30～14：55期间，DR－831A和TKL－Ⅰ测量误差比较接近。其他时段，2者呈现出前者测量误差要小于后者测量误差。

综合分析2种流量计产生差异的原因: 2种流量计使用的测量装置不同，前者使用磁致伸缩液位传感器进行液位测量，该装置测量精度要相对较高，而且响应时间较短；后者使用超声波探头进行液位测量，该装置测量时响应时间相对较长，不能及时反映液位变化。

3、可行性分析

3.1 政策法规

3.1.1《HJ/T 353－2007水污染源在线监测系统安装技术规范》中规定可使用电磁流量计，引用技术规范《JB/T9248电磁流量计》，其中提到：流量计是指用于测定污水排放流时的仪器，一般宜采用超声波明渠污水流量计或管道式电磁流量计。使用其他测量方式的流量计，其各项性能指标也应满足本标准的相关要求。

3.1.2《HJ/T 354水污染源在线监测系统验收技术规范(试行)》中提到电磁流量计验收的规范性引用文件为《JB/T 9248电磁流量计》。

3.1.3 《HJ/T 367－2007环境保护产品技术要求电磁管道流量计》规定了电磁管道流量计的技术要求、试验方法和检验规则。

以上3个技术规范中可确定，超声波明渠流量计和管道式电磁流量计均可用于水质在线监测系统。

3.2安装条件

管道式电磁流量计应安装在离任何上游扰动至少10DN和离任何下游扰动2DN直管段中，相比超声波明渠流量计安装条件而言，对安装距离要求将大大缩短。而且规定上游直管段长度不够时，可以安装整流器。对于带压排放的情况，也只能安装管道式电磁流量计。管道式电磁流量计解决了很多现场无法安装超声波明渠流量计、一些现场无法满足自然流条件，特别是对一些带压排放的现场无法使用超声波明渠流量计等问题。

3.3 测量精度

管道式电磁流量计测量精度高，0.2%～0.5%，受流体流动状态影响小，测量结果稳定。目前污水、供水用电磁流量计的精度一般选用0.3%，如果涉及到贸易交接，应该选用0.2%级精度的电磁流量计。

3.4 在线校准

管道式电磁流量计作为一种重要计量器具，应在一定的使用周期内进行检定和校准，确保数据的真实性。住房和城乡建设部于2011年10月颁布实施《管道式电磁流量计在线校准要求》(CJ/T364－2011)，明确规定管道式电磁流量计在线校准的技术要求，分别从标准表法和电参数法等2种方法对管道式电磁流量计的校准方法进行阐述。

4、结论及建议

管道式电磁流量计具备测量精度高，稳定性好，对直管段要求低，故障少等优点，而且政策法规允许安装使用管道式电磁流量计。目前，国家已出台管道式电磁流量计的在线校准规范，为管道式电磁流量计的使用奠定了基础。