供(gong)水工(gong)程是(shi)包含(han)發電(dian)廠在(zai)内的(de)衆多(duo)工業(ye)生産(chan)項㊙️目(mu)的重(zhong)要基(ji)♋礎設(she)施,在(zai)供水(shui)過程(cheng)中必(bi)須确(que)保所(suo)供的(de)生㊙️活(huo)用🈲水(shui)、生産(chan)用水(shui)以及(ji)其他(ta)用水(shui)具有(you)符合(he)要求(qiu)的水(shui)質、水(shui)量和(he)水壓(ya)。輸水(shui)管道(dao)流量(liang)儀表(biao)發揮(hui)着重(zhong)要作(zuo)用:水(shui)廠進(jin)出口(kou)水流(liu)量計(ji)
量是(shi)水廠(chang)計算(suan)供水(shui)量、産(chan)水成(cheng)本以(yi)及供(gong)水系(xi)統中(zhong)管道(dao)漏失(shi)等重(zhong)要生(sheng)産指(zhi)标的(de)依據(ju),是供(gong)水行(hang)業必(bi)不可(ke)缺的(de)計量(liang)環節(jie)。
1電磁(ci)流量(liang)計在(zai)供水(shui)行業(ye)的應(ying)用
電(dian)磁流(liu)量因(yin)具有(you)良好(hao)的線(xian)性、較(jiao)寬的(de)量程(cheng)比、較(jiao)強♈的(de)可靠(kao)性以(yi)❗及較(jiao)高的(de)精度(du)等優(you)點在(zai)供水(shui)行業(ye)得到(dao)了廣(guang)泛🔴應(ying)用🧡。
(1)
電(dian)磁流(liu)量計(ji)
的選(xuan)型。①口(kou)徑的(de)選擇(ze)。電磁(ci)流量(liang)計能(neng)夠對(dui)較寬(kuan)的流(liu)量範(fan)圍進(jin)行連(lian)續的(de)流量(liang)測量(liang),在規(gui)定的(de)流速(su)範圍(wei)内(0.5~10m/s)内(nei)🛀🏻可以(yi)🐆進行(hang)任意(yi)調整(zheng)。爲了(le)促進(jin)流量(liang)儀表(biao)在适(shi)宜的(de)流速(su)範圍(wei)内開(kai)展工(gong)作,當(dang)工藝(yi)管道(dao)内流(liu)速偏(pian)低,流(liu)量較(jiao)爲穩(wen)定,同(tong)時允(yun)許有(you)一定(ding)壓力(li)損失(shi)的基(ji)㊙️礎上(shang),可以(yi)選擇(ze)比工(gong)藝管(guan)道口(kou)徑小(xiao)的儀(yi)表口(kou)徑,通(tong)🔞過在(zai)儀表(biao)口徑(jing)前後(hou)兩端(duan)加固(gu)異徑(jing)管,促(cu)進儀(yi)👨❤️👨表内(nei)部流(liu)速的(de)提升(sheng)。此🐆外(wai),要想(xiang)确保(bao)儀表(biao)🏃♀️測量(liang)的精(jing)度,所(suo)加🙇♀️固(gu)的異(yi)徑管(guan)中心(xin)錐角(jiao)不得(de)大于(yu) 15°,并且(qie)異徑(jing)管上(shang)段至(zhi)少應(ying)當有(you)相當(dang)于工(gong)藝管(guan)徑 5 倍(bei)的直(zhi)管段(duan)。②流速(su)的設(she)定。根(gen)據經(jing)濟、實(shi)用、精(jing)度等(deng)方面(mian)的考(kao)量,在(zai)使用(yong)電磁(ci)流量(liang)計時(shi)适宜(yi)的使(shi)用流(liu)速範(fan)圍爲(wei) 1~5m/s;對于(yu)液體(ti)⭐中含(han)有固(gu)體顆(ke)粒的(de)流體(ti)介質(zhi),其使(shi)用的(de)流速(su)範圍(wei)應當(dang)控制(zhi)在 1~3m/s;如(ru)果是(shi)對于(yu)可能(neng)會💚對(dui)管道(dao)造成(cheng)沉積(ji)‼️物的(de)流體(ti)介質(zhi),使用(yong)的範(fan)圍最(zui)好是(shi)🍓在 2~5m/s。
(2)電(dian)磁流(liu)量計(ji)的特(te)點。由(you)于電(dian)磁流(liu)量計(ji)的測(ce)量結(jie)果與(yu)水📧的(de)壓力(li)、溫度(du)、電導(dao)率等(deng)物理(li)參數(shu)并沒(mei)有太(tai)大的(de)關系(xi),因🔱此(ci)具有(you)較強(qiang)的可(ke)靠性(xing)和較(jiao)高的(de)精度(du)。測量(liang)管内(nei)沒有(you)阻礙(ai)流件(jian),所以(yi)流量(liang)儀表(biao)💃沒有(you)額外(wai)的壓(ya)力損(sun)失。在(zai)測量(liang)過程(cheng)中,隻(zhi)有管(guan)道和(he)電極(ji)與被(bei)測液(ye)體進(jin)行接(jie)觸,所(suo)以隻(zhi)需要(yao)選擇(ze)合适(shi)的電(dian)極材(cai)料🛀🏻,就(jiu)可以(yi)起到(dao)抗✊腐(fu)蝕的(de)效果(guo)。此外(wai),電磁(ci)流量(liang)計還(hai)具有(you)較長(zhang)的使(shi)用壽(shou)命,維(wei)護要(yao)求不(bu)高‼️等(deng)特點(dian)。電磁(ci)流量(liang)💚計能(neng)夠測(ce)定正(zheng)向水(shui)的流(liu)量。而(er)且與(yu)其他(ta)流量(liang)計📱相(xiang)比,其(qi)輸出(chu)信号(hao)的方(fang)式較(jiao)爲靈(ling)活多(duo)樣。
(3)電(dian)磁流(liu)量計(ji)的使(shi)用和(he)安裝(zhuang)。在口(kou)徑的(de)選擇(ze)中我(wo)們💚提(ti)🔆到異(yi)徑管(guan)上段(duan)至少(shao)應當(dang)有相(xiang)當于(yu)工藝(yi)管徑(jing) 5 倍的(de)直管(guan)段,而(er)它的(de)下段(duan)則至(zhi)少需(xu)要 3 倍(bei)長度(du)的直(zhi)管🐉段(duan)。流量(liang)計的(de)前置(zhi)管道(dao)長度(du)至少(shao)在 10 倍(bei)👅管徑(jing)以上(shang)。在對(dui)電磁(ci)流量(liang)計進(jin)行安(an)裝的(de)過🐇程(cheng)中,傳(chuan)感🐆器(qi)接地(di)環👣必(bi)須緊(jin)緊接(jie)地,接(jie)地電(dian)阻不(bu)得大(da)于 10Ω。同(tong)時,在(zai)使用(yong)電磁(ci)流量(liang)計測(ce)量的(de)環境(jing)中要(yao)特别(bie)注意(yi)外部(bu)電磁(ci)的🐇幹(gan)擾,尤(you)其是(shi)避免(mian)工頻(pin)電磁(ci)場幹(gan)擾。此(ci)外,在(zai)電磁(ci)流量(liang)🌏計上(shang) 5~10 倍管(guan)徑的(de)直🌂管(guan)内安(an)裝整(zheng)流器(qi)是❤️穩(wen)定水(shui)流💜流(liu)态的(de)方式(shi)。
(4)電磁(ci)流量(liang)計在(zai)線校(xiao)驗的(de)方式(shi)。電磁(ci)流量(liang)計在(zai)線校(xiao)驗🌈的(de)方式(shi)主要(yao)有電(dian)參數(shu)法和(he)标準(zhun)表法(fa)兩種(zhong)。電參(can)💚數法(fa)通過(guo)一定(ding)的測(ce)量原(yuan)理,檢(jian)驗管(guan)道式(shi)電磁(ci)流量(liang)計的(de)有關(guan)參數(shu),其中(zhong)包🔆括(kuo)勵磁(ci)線圈(quan)電阻(zu)、勵磁(ci)線圈(quan)🍓絕緣(yuan)電阻(zu)、電極(ji)對地(di)電阻(zu)等。通(tong)過檢(jian)測這(zhe)些的(de)參數(shu)🌈變化(hua)程度(du),與出(chu)廠的(de)原始(shi)數據(ju)進行(hang)比較(jiao),如果(guo)在限(xian)定範(fan)圍内(nei),其🏒精(jing)度不(bu)會受(shou)到影(ying)🍉響,可(ke)以放(fang)心使(shi)用;标(biao)準表(biao)法是(shi)🆚利用(yong)标準(zhun)表原(yuan)理,在(zai)同一(yi)☔間隔(ge)時間(jian)内,在(zai)被校(xiao)表和(he)标準(zhun)表内(nei)讓水(shui)(流體(ti))連續(xu)通過(guo),對比(bi)産生(sheng)🈲的輸(shu)出流(liu)量值(zhi),判定(ding)被校(xiao)表的(de)精度(du)。
2 超聲(sheng)波流(liu)量計(ji)在供(gong)水行(hang)業中(zhong)的應(ying)用
(1)
超(chao)聲波(bo)流量(liang)計
的(de)原理(li)。時差(cha)式超(chao)聲波(bo)流量(liang)計通(tong)過先(xian)進的(de)數字(zi)信💔息(xi)💯處理(li)技術(shu)和聲(sheng)波時(shi)差探(tan)測法(fa),測量(liang)水流(liu)流速(su)對雙(shuang)向聲(sheng)波信(xin)号産(chan)生的(de)影響(xiang),兩個(ge)傳感(gan)探頭(tou)(T1、T2)按照(zhao)限定(ding)的間(jian)隔距(ju)離安(an)裝在(zai)管道(dao)的外(wai)側,相(xiang)互交(jiao)替發(fa)射和(he)接收(shou)信号(hao)波。當(dang)發出(chu)的超(chao)聲波(bo)在靜(jing)止的(de)水流(liu)中傳(chuan)播時(shi),處于(yu)上遊(you)傳感(gan)探頭(tou) T1将會(hui)向下(xia)遊的(de)傳感(gan)探頭(tou) T2發送(song)信号(hao)。此時(shi),下遊(you) T2探頭(tou)也向(xiang)上遊(you) T1探頭(tou)發送(song)信号(hao)。由于(yu)水流(liu)速度(du)🧑🏽🤝🧑🏻對超(chao)聲波(bo)信号(hao)的作(zuo)用,加(jia)劇了(le)從🍉上(shang)到下(xia)的信(xin)号傳(chuan)遞速(su)度,減(jian)緩了(le)從下(xia)到上(shang)的信(xin)号傳(chuan)遞速(su)度,由(you)此兩(liang)個信(xin)号之(zhi)間就(jiu)産生(sheng)了時(shi)間差(cha),就🏃♂️可(ke)以算(suan)出水(shui)流的(de)流速(su),再通(tong)過相(xiang)關的(de)計🧡算(suan)公式(shi)計算(suan)出對(dui)應的(de)流量(liang)。如圖(tu) 1 所🏃♂️示(shi)。
(2)超(chao)聲波(bo)流量(liang)計在(zai)供水(shui)行業(ye)應用(yong)的優(you)勢。①不(bu)需要(yao)額外(wai)的技(ji)術加(jia)工。超(chao)聲波(bo)流量(liang)計是(shi)一種(zhong)非接(jie)觸式(shi)的結(jie)構儀(yi)器,通(tong)過管(guan)道外(wai)部環(huan)境就(jiu)可以(yi)完成(cheng)流量(liang)的測(ce)量工(gong)作。此(ci)外,測(ce)量部(bu)件全(quan)部安(an)裝于(yu)管道(dao)外,不(bu)會🌐給(gei)管道(dao)内造(zao)成任(ren)何的(de)壓力(li)損失(shi),從而(er)也不(bu)會影(ying)響水(shui)流的(de)流動(dong)情況(kuang)。②測量(liang)方💯式(shi)便捷(jie)。利用(yong)超聲(sheng)波流(liu)量計(ji)進行(hang)測量(liang)的結(jie)果并(bing)不會(hui)受到(dao)水流(liu)的粘(zhan)度以(yi)及水(shui)質的(de)其他(ta)特點(dian)的影(ying)響,水(shui)流流(liu)量的(de)測量(liang)在管(guan)道内(nei)部水(shui)流流(liu)動的(de)過程(cheng)中就(jiu)可以(yi)完成(cheng)♈。
(3)超聲(sheng)波流(liu)量計(ji)的實(shi)際應(ying)用。根(gen)據使(shi)用場(chang)合的(de)不同(tong),超📧聲(sheng)波流(liu)量計(ji)分爲(wei)固定(ding)式超(chao)聲波(bo)流量(liang)計和(he)便攜(xie)式超(chao)聲波(bo)流量(liang)計。①固(gu)定式(shi)超聲(sheng)波流(liu)量計(ji)。如果(guo)是在(zai)⁉️某一(yi)個固(gu)定位(wei)置進(jin)行🥰安(an)裝,那(na)麽使(shi)用固(gu)定式(shi)超聲(sheng)波流(liu)量計(ji)。對特(te)定管(guan)🛀🏻道内(nei)水流(liu)流量(liang)的長(zhang)期持(chi)續的(de)🔞計量(liang)時,需(xu)要使(shi)用220V 的(de)交流(liu)電源(yuan)。同時(shi),固定(ding)式超(chao)聲波(bo)流量(liang)計通(tong)常🧑🏽🤝🧑🏻都(dou)📧具有(you)信号(hao)輸出(chu)功能(neng),以便(bian)遠傳(chuan)顯示(shi)時使(shi)用,它(ta)的内(nei)部📞隻(zhi)能對(dui)一條(tiao)管道(dao)的參(can)數進(jin)行存(cun)儲‼️。②便(bian)攜式(shi)超聲(sheng)波流(liu)🏃♂️量計(ji)。與固(gu)定式(shi)超聲(sheng)波流(liu)量計(ji)相比(bi),便攜(xie)式超(chao)聲波(bo)流量(liang)計具(ju)有更(geng)強的(de)機動(dong)📞性,應(ying)👨❤️👨用于(yu)各種(zhong)不同(tong)管道(dao)的水(shui)流流(liu)量的(de)臨時(shi)💁計量(liang)。使用(yong)便攜(xie)式超(chao)聲波(bo)流量(liang)計時(shi)既🤩可(ke)以使(shi)用計(ji)量現(xian)場的(de)🈚任何(he)交流(liu)電源(yuan),也可(ke)以使(shi)用其(qi)💃内設(she)的充(chong)電電(dian)源。因(yin)🌈爲便(bian)攜式(shi)⭐超聲(sheng)波流(liu)量計(ji)主要(yao)是㊙️對(dui)管道(dao)水流(liu)進行(hang)臨時(shi)的計(ji)量測(ce)量,因(yin)此不(bu)具有(you)輸出(chu)功能(neng),但是(shi)它可(ke)🏃♂️以存(cun)儲多(duo)條管(guan)道的(de)參數(shu)。
(4)超聲(sheng)波流(liu)量計(ji)在線(xian)校驗(yan)的方(fang)法。根(gen)據管(guan)道的(de)實際(ji)情況(kuang)選擇(ze)合适(shi)的超(chao)聲波(bo)流量(liang)計,将(jiang)傳感(gan)器用(yong)适宜(yi)的方(fang)📧式安(an)裝在(zai)被測(ce)✂️管道(dao)上,記(ji)錄便(bian)攜式(shi)超聲(sheng)波流(liu)量計(ji)與固(gu)定式(shi)♉超聲(sheng)波流(liu)量計(ji)的初(chu)始♈流(liu)量值(zhi),經過(guo)一段(duan)時間(jian)後,再(zai)對兩(liang)種超(chao)聲波(bo)流量(liang)計的(de)最終(zhong)值,從(cong)👣而得(de)出累(lei)積的(de)流量(liang)值,然(ran)後通(tong)過公(gong)式計(ji)算出(chu)修正(zheng)系數(shu)。
P 修正(zheng)系數(shu) =[1-(S 便攜(xie) -S 固定(ding) )/S 便攜(xie) ]×100%
根據(ju)便攜(xie)式超(chao)聲波(bo)流量(liang)計相(xiang)較于(yu)固定(ding)超聲(sheng)波流(liu)量😍計(ji)🔆的修(xiu)正參(can)數對(dui)固定(ding)超聲(sheng)波流(liu)量計(ji)進行(hang)參數(shu)修正(zheng),從而(er)❗确保(bao)供水(shui)計量(liang)中各(ge)個數(shu)據的(de)準确(que)性。
3 渦(wo)街流(liu)量計(ji)在供(gong)水行(hang)業中(zhong)的應(ying)用
(1)
渦(wo)街流(liu)量計(ji)
的原(yuan)理。渦(wo)街流(liu)量計(ji)又稱(cheng)之爲(wei)卡門(men)渦街(jie)流量(liang)計,它(ta)是🏒通(tong)💋過水(shui)流的(de)自然(ran)振蕩(dang)原理(li)進行(hang)研制(zhi)的一(yi)種分(fen)離型(xing)流量(liang)計。當(dang)✍️水流(liu)流量(liang)以足(zu)夠大(da)的流(liu)速通(tong)過垂(chui)直于(yu)水🌂流(liu)方向(xiang)的物(wu)體時(shi),就會(hui)在物(wu)理的(de)後面(mian)兩條(tiao)平行(hang)的直(zhi)線上(shang)産生(sheng)🔞轉向(xiang)相反(fan)但是(shi)排列(lie)整齊(qi)的渦(wo)列。通(tong)過公(gong)式✊F=S×v/d(其(qi)中 S 爲(wei)斯特(te)♊羅哈(ha)數,v 爲(wei)管道(dao)内水(shui)流的(de)平均(jun)流速(su),d 爲👄柱(zhu)狀體(ti)迎面(mian)的寬(kuan)度),再(zai)根據(ju)渦街(jie)的頻(pin)率與(yu)水流(liu)流速(su)成🛀正(zheng)比的(de)原理(li),測量(liang)出渦(wo)街的(de)頻率(lü)👉從而(er)推導(dao)出水(shui)流的(de)流速(su),進而(er)測量(liang)出水(shui)流的(de)流量(liang)。
(2)渦街(jie)流量(liang)計的(de)結構(gou)組成(cheng)。渦街(jie)流量(liang)計一(yi)共由(you)變送(song)器殼(ke)、渦🐕街(jie)發🐉生(sheng)、信号(hao)檢測(ce)、輸出(chu)放大(da)器、脈(mo)沖整(zheng)形器(qi)、輸入(ru)放大(da)器六(liu)💘個部(bu)分組(zu)成。其(qi)中變(bian)送器(qi)殼體(ti)是水(shui)流管(guan)道的(de)組成(cheng)💘部分(fen),通過(guo)選擇(ze)合适(shi)的渦(wo)街發(fa)聲體(ti)的形(xing)狀和(he)尺寸(cun),水流(liu)在變(bian)送器(qi)殼内(nei)流動(dong)過程(cheng)中可(ke)以在(zai)雷諾(nuo)數範(fan)圍内(nei)産生(sheng)相對(dui)穩定(ding)的渦(wo)街信(xin)号。而(er)渦街(jie)發生(sheng)體讓(rang)水流(liu)在流(liu)動過(guo)程中(zhong)産生(sheng)渦列(lie),信号(hao)檢測(ce)器就(jiu)對渦(wo)列進(jin)行轉(zhuan)換,将(jiang)其轉(zhuan)換成(cheng)脈沖(chong)信号(hao)👌。輸出(chu)放大(da)器就(jiu)将微(wei)弱不(bu)易察(cha)覺的(de)電🔆信(xin)🆚号進(jin)行放(fang)❌大。而(er)脈沖(chong)整形(xing)器就(jiu)将🔞并(bing)不規(gui)👅則的(de)電脈(mo)沖轉(zhuan)🎯換成(cheng)了幅(fu)度與(yu)寬度(du)成一(yi)定比(bi)例的(de)方波(bo)信号(hao)。輸出(chu)放大(da)✂️器又(you)對方(fang)波信(xin)号進(jin)行放(fang)大轉(zhuan)換成(cheng),同時(shi)對方(fang)波脈(mo)沖信(xin)号進(jin)行輸(shu)出。
(3)渦(wo)街流(liu)量計(ji)的安(an)裝。爲(wei)了确(que)保使(shi)用渦(wo)街流(liu)量計(ji)時🚶的(de)測㊙️量(liang)準确(que)性,在(zai)對渦(wo)街流(liu)量計(ji)進行(hang)安裝(zhuang)時,必(bi)須在(zai)安裝(zhuang)的前(qian)後加(jia)固長(zhang)度适(shi)宜的(de)直管(guan)段。渦(wo)街流(liu)量計(ji)的上(shang)遊側(ce)如果(guo)有縮(suo)徑阻(zu)力物(wu)的時(shi)候,要(yao)加固(gu) 15D 長的(de)直管(guan)段;如(ru)果在(zai)同一(yi)片面(mian)有彎(wan)頭時(shi),則必(bi)須加(jia)固 20D 的(de)直管(guan)段;而(er)渦街(jie)流量(liang)計的(de)下遊(you)側應(ying)當加(jia)固大(da)于🔱 5D 的(de)直管(guan)段。渦(wo)街流(liu)量計(ji)可以(yi)被安(an)裝在(zai)水平(ping)、垂直(zhi)等其(qi)他位(wei)置,如(ru)果對(dui)水流(liu)進行(hang)垂直(zhi)測量(liang)時,必(bi)須保(bao)證🔴水(shui)🌂流從(cong)下往(wang)上流(liu)量,以(yi)确保(bao)管道(dao)中完(wan)全💘充(chong)滿水(shui)流。
(4)渦(wo)街流(liu)量計(ji)的應(ying)用。在(zai)供水(shui)系統(tong)中使(shi)用渦(wo)街流(liu)量🚩計(ji),爲了(le)✔️防止(zhi)雨季(ji)時儀(yi)表進(jin)水而(er)造成(cheng)儀表(biao)損失(shi),必須(xu)提前(qian)将❄️儀(yi)表移(yi)出儀(yi)表井(jing),亦或(huo)是采(cai)取分(fen)離型(xing)傳感(gan)器對(dui)其進(jin)行改(gai)造。當(dang)㊙️渦街(jie)流量(liang)計的(de)周圍(wei)有大(da)功率(lü)的發(fa)電機(ji)時,要(yao)避免(mian)工頻(pin)幹擾(rao)影響(xiang)其準(zhun)确性(xing)。對此(ci),可以(yi)對傳(chuan)輸電(dian)纜進(jin)行屏(ping)蔽裝(zhuang)置,而(er)将信(xin)号的(de)輸出(chu)方式(shi)改爲(wei)🈲使用(yong) 4~20m A的直(zhi)流信(xin)号💋,不(bu)再采(cai)取脈(mo)沖信(xin)号。
4 結(jie)語
輸(shu)水管(guan)線流(liu)量測(ce)量儀(yi)表的(de)選擇(ze)上,電(dian)磁流(liu)量計(ji)、超聲(sheng)波流(liu)量計(ji)、渦街(jie)流量(liang)計因(yin)爲工(gong)作的(de)原理(li)不同(tong),在不(bu)同的(de)應用(yong)場合(he)下,各(ge)有🆚優(you)劣。我(wo)們應(ying)當依(yi)據其(qi)特性(xing),選用(yong)🚶♀️合适(shi)的❌儀(yi)表,并(bing)充分(fen)借鑒(jian)其安(an)裝使(shi)用和(he)校驗(yan)的經(jing)驗反(fan)饋,确(que)保儀(yi)表的(de)準💃🏻确(que)性、可(ke)靠🐅性(xing)和經(jing)濟性(xing)。
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