污染源废水流量测量是污染物流量控制制度的重要基础,下面主要总结了堰法、测流槽法、流速仪法、电磁流量计法等常用敞口明渠污染源废水流量测量技术特点。
流速仪法测流的特点是
(1)测量相对较准确,性能稳定,适合计量监控收费管理系统;
(2)对渠道截面形状无要求,渠道是什么形状就可以用什么形状的截面进行流量测量,并通过软件和数学模型加以修正;
(3)流量测量范围广,水量没有限制;
(4)从流速和水位两个信号求取流量,在受背压状态下流动也能测量,可以测逆向流;
(5)超声流速计和超声液位计不会阻碍流路,几乎不会发生固形物堆积现象,不用清污,长期运行几乎不用维护;
(6)在原渠道上安装容易,无需改造渠道;
(7)易受流速分布影响,测量处上下游要有足够长的直渠渠道
巴歇尔槽法测流量的特点是
(1)只需要测量液位就可以计算出流量;
(2)水中固态物质几乎不沉淀,随水流排出;
(3)水位抬高比堰小,适用于不允许有大落差的渠道;
(4)制造复杂,不适用圆形暗渠
堰式测流法的特点是
(1)结构简单,价格便宜,测量精度和可靠性好;
(2)水头损失大,不能用于平坦地面的渠道;
( 3)堰上游易堆积固形物,要定期清理
潜水式电磁流量计的特点是
(1)无活动件,可测量含有固体颗粒或悬浮体的液体;
(2)可使用于受潮水等形成下游测水位变化的渠道;
(3)因设置挡板截流,测量与渠道形状和上游直渠道状况无关;
(4)水头损失比较大,流量传感器内必须保持满管流;
(5)挡板前会有一定程度固形物堆积,要定期清理
废水流量测量技术选用
污染源废水排放量多少不同,排放口类型各异,选择合适的废水流量测量方法主要需考虑以下因素。
(1)水路大小和形状,流速范围,zui大流量和zui小流量;
(2)测量精确度要求;
(3)流量计设置场所和环境条件;
(4)液体状况,洁净程度,含有固相浓度,腐蚀性;
(5)现场允许落差(或升高水位)和渠道坡度;
(6)与液体接触的仪表零部件材料;
(7)选用超声流速计和电磁流速计时要分别对液体浊度或电导率作调查,其要求可参照超声流量计和电磁流量计要求。
我们日常接触的污染源废水多为敞口明渠排放,明渠流量测定技术按测量原理不同可分为堰法、测流槽法、流速仪法、电磁流量计法和容器法等。
智能型电磁流量计测量原理是根据法拉第电磁感应定律,它的传感器主要组成部分是由测量管、电极、励磁线圈、铁芯与磁轭壳体等组成。它主要用于测量封闭管道中的导电液体和浆液中的体积流量,包括酸、碱、盐等强腐蚀性的液体。该智能型电磁流量计被广泛应用于石油、化工、冶金、纺织、食品、制药、造纸等行业以及环保、市政管理,水利建设等领域。
1、不锈钢电极的耐腐蚀是在其表面具有一个极薄的钝化层,使得电化学反应达到平衡状态。流体中的固体物撞击电极,使得电极表面钝化层被破坏,失掉电化学平衡。而金属材料与流体介质接触具有重新恢复生成表面钝化层保持电化学平衡的能力。在达到电化学平衡期间,金属和流体中的游离离子在信号电场作用下不断进行着电化学反应。固体颗粒撞击电极,不断破坏保护的钝化层;电化学反应又反复生成钝化层,于是形成了电极间的电位不断大幅度地变化,这种变化的电位造成流量信号中的流体噪声。这种情况也即电磁流量计中通常讲的浆液噪声。理论和实践表明,影响电化学反应信号电场变化的频率升高,可使流体噪声幅度迅速下降,这就是高频励磁和双频励磁可以解决浆液测量的原因。
2、流体摩擦衬里和电极,流体中发生的正、负离子从电解质流体中分离。衬里和电极表面越粗糙,游离的离子浓度就越高。受电极信号电场的作用,一部分离子会向电极移动,形成噪声电压,这种噪声被称为流动噪声。流动噪声在低电导率测量时表现比较突出。流动噪声与外电场强度有关,高流速时感应信号越大,噪声幅度也越大,输出就会很不稳定。
3、流体电导率和pH值的急剧变化也会形成流动噪声,流量计上游加药表现的测量不稳定就是典型例子。原因是不同介质在不均匀混合时,流体中容易分离出正、负离子,受电极信号电场的作用,一部分离子会向电极移动,形成了流动噪声电压,造成输出的不稳定。
4、由于高流速流动流体靠近衬里和电极部位的层流边界层厚度变得很薄,衬里和电极的粗糙度高度突破了流速层流边界层的厚度,流体撞击这部分粗糙度高度,发生流速发散和突变。有一部分与测量管中心轴方向相同(或相反)的流速分量,受信号权重函数的作用,对电极信号产生了很大影响,形成了大的正误差,这就是高端流速噪声。
电磁流量计在应用中除了受周围环境条件,电磁场、静电场等因素产生的噪声影响外,被测介质的流体噪声也是非常重要的影响因素。流体噪声是一种直流极化电压,在低频矩形波励磁方式中尤为突出,常有:浆液噪声、流动噪声和高端流速噪声。
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电磁流量计是根据法拉第电磁感应定律制成的一种测量流量的仪表,用于测量管道中导电液体体积流量。
有一些因素会影响流量计的测量精度,以下做列举:
一、若被测液体中含有金属时,流量计的电极容易发生短路现象,这时流量计的测量值明显偏小或趋于零。
在日常生产运行中这种现象不是经常发生的,当测量高粘度介质时,由于介质易附着和沉淀在管壁,若被测液体电导率低于附着的介质电导率时,电极的信号电势就会被沉淀分流从而不能正常工作,出现电极短路现象。如果沉淀的介质是非导电层,会造成电极开路,流量计也不能正常工作。若氧化铁锈层附着于衬里管壁,或者主要成分是金属的沉淀物,其电导率大于液体电导率,实际流量值会高于流量计测得的流量值。若沉淀物是碳酸钙等水垢层,则被测液体的电导率高于沉淀物的电导率,结果测得的流量值会小于实际的流量。
二、由于电磁流量计测量含有悬浮固相或污脏体的机会远比其他流量仪表多,出现内壁附着层产生的故障概率也就相对较高。
若附着层电导率与液体电导率相近,仪表还能正常输出信号,只是改变流通面积,形成测量误差的隐性故障;若是高电导率附着层,电极间电动势将被短路;若是绝缘性附着层,电极表面被绝缘而断开测量电路。后两种现象均会使仪表无法工作。
电磁流量计是一款运用广泛的测量仪表。其部件没有转动部分,也没有阻碍流体流动的部件,因此几乎没有压力损失。电磁流量计的安装方便,水平、垂直、倾斜均可;测量精度高,可以达到0.5%;量程比大,一般为1:20。被测液体只与电磁流量计的管道衬里和电极相接触,因此只要电极和衬里材料选择合理,就具有很好的耐腐蚀、耐磨损性能,在工业生产中发挥极致的作用。