摘要:管道式電磁流量計(jì)在重金屬廢水自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的應(yīng)用，分析了管道式電磁流量計(jì)與超聲波流量計(jì)的誤差來源，并對(duì)管道式電磁流量計(jì)應(yīng)用于自動(dòng)監(jiān)控行業(yè)進(jìn)行可行性分析。
1引言
根據(jù)主要污染物總量減排監(jiān)測(cè)的要求，廢水重點(diǎn)排污企業(yè)均安裝了廢水流量自動(dòng)監(jiān)測(cè)裝置，其中最常用的為超聲波明渠污水流量計(jì)(以下簡稱“超聲波流量計(jì)”)和管道式電磁流量計(jì)(以下簡稱“電磁流量計(jì)”)。超聲波流量計(jì)有著超強(qiáng)的測(cè)量液位的能力，但同時(shí)也存在使用過程中安裝高度與位置不規(guī)范、測(cè)量環(huán)境不合適等問題。而電磁流量計(jì)是通過2個(gè)不同磁場(chǎng)相交產(chǎn)生一個(gè)應(yīng)變脈沖信號(hào)來準(zhǔn)確地測(cè)量位置，具有精度高、線性好、運(yùn)行穩(wěn)定的特點(diǎn)，在給排水、污水處理、引水工程等項(xiàng)目中得到廣泛的應(yīng)用［1］。
選取了具有代表性的采用上述2種原理的流量計(jì)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)比對(duì)，并與經(jīng)典的手工卷尺測(cè)量方法進(jìn)行比較，分析2種方法在實(shí)際監(jiān)測(cè)中的誤差情況。
2實(shí)驗(yàn)方法
2.1實(shí)驗(yàn)時(shí)間及地點(diǎn)
2.2設(shè)備選型
所用設(shè)備如表1。
表1實(shí)驗(yàn)設(shè)備一覽表
| 序號(hào) |
試驗(yàn)設(shè)備 |
設(shè)備類型 |
規(guī)格 |
1 |
DR－831A明渠流量計(jì) |
電磁流量計(jì) |
液位測(cè)量范圍0～3m，測(cè)量誤差≤±5% |
2 |
TKL－1型超聲波明渠流量計(jì) |
超聲流量計(jì) |
量程范圍0.08～5m，測(cè)量誤差≤±5% |
3 |
卷尺 |
— |
2m |
2.3實(shí)驗(yàn)結(jié)果
3種測(cè)量方法試驗(yàn)結(jié)果見圖1、圖2。以手工實(shí)測(cè)液位高度為基準(zhǔn)，DR－831A明渠流量計(jì)與TKL－1型超聲波明渠流量計(jì)測(cè)量誤差見圖3、圖4。
從圖1可以看出，手工測(cè)量數(shù)據(jù)最大、DR－831A測(cè)量數(shù)據(jù)其次、TKL－Ⅰ測(cè)量值最低。
從圖2可以看出，手工、DR－831A和TKL－Ⅰ3種測(cè)量方式在1月11日的測(cè)量結(jié)果同1月9日具有相似性，都表現(xiàn)出手工比對(duì)測(cè)量值最大、TKL－Ⅰ測(cè)量值最小。
見圖3，以手工實(shí)測(cè)液位高度為基準(zhǔn)，2種流量計(jì)的誤差均在±5%的范圍內(nèi)。除在1月9日14∶40和14∶45兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)測(cè)量值表現(xiàn)出DR－831A測(cè)量誤差高于TKL－Ⅰ外，其他時(shí)段都明顯表現(xiàn)出DR－831A測(cè)量誤差小于TKL－Ⅰ。
由圖4可知，以手工實(shí)測(cè)液位高度為基準(zhǔn)，2種流量計(jì)的誤差均在±5%的范圍內(nèi)。1月11日12∶30～14∶55期間，DR－831A和TKL－Ⅰ測(cè)量誤差比較接近。其他時(shí)段，2者呈現(xiàn)出前者測(cè)量誤差要小于后者測(cè)量誤差。
綜合分析2種流量計(jì)產(chǎn)生差異的原因:2種流量計(jì)使用的測(cè)量裝置不同，前者使用磁致伸縮液位傳感器進(jìn)行液位測(cè)量，該裝置測(cè)量精度要相對(duì)較高，而且響應(yīng)時(shí)間較短;后者使用超聲波探頭進(jìn)行液位測(cè)量，該裝置測(cè)量時(shí)響應(yīng)時(shí)間相對(duì)較長，不能及時(shí)反映液位變化。
3可行性分析
3.1政策法規(guī)
3.1.1《HJ/T353－2007水污染源在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)安裝技術(shù)規(guī)范》中規(guī)定可使用電磁流量計(jì)，引用技術(shù)規(guī)范《JB/T9248電磁流量計(jì)》，其中提到:流量計(jì)是指用于測(cè)定污水排放流時(shí)的儀器，一般宜采用超聲波明渠污水流量計(jì)或管道式電磁流量計(jì)。使用其他測(cè)量方式的流量計(jì)，其各項(xiàng)性能指標(biāo)也應(yīng)滿足本標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)要求［2］。
3.1.2《HJ/T354水污染源在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)驗(yàn)收技術(shù)規(guī)范(試行)》中提到電磁流量計(jì)驗(yàn)收的規(guī)范性引用文件為《JB/T9248電磁流量計(jì)》［3］。
3.1.3《HJ/T367－2007環(huán)境保護(hù)產(chǎn)品技術(shù)要求電磁管道流量計(jì)》規(guī)定了電磁管道流量計(jì)的技術(shù)要求、試驗(yàn)方法和檢驗(yàn)規(guī)則［4］。
以上3個(gè)技術(shù)規(guī)范中可確定，超聲波明渠流量計(jì)和管道式電磁流量計(jì)均可用于水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
3.2安裝條件
管道式電磁流量計(jì)應(yīng)安裝在離任何上游擾動(dòng)至少10DN和離任何下游擾動(dòng)2DN直管段中，相比超聲波明渠流量計(jì)安裝條件而言，對(duì)安裝距離要求將大大縮短。而且規(guī)定上游直管段長度不夠時(shí)，可以安裝整流器。對(duì)于帶壓排放的情況，也只能安裝管道式電磁流量計(jì)。
管道式電磁流量計(jì)解決了很多現(xiàn)場(chǎng)無法安裝超聲波明渠流量計(jì)、一些現(xiàn)場(chǎng)無法滿足自然流條件，特別是對(duì)一些帶壓排放的現(xiàn)場(chǎng)無法使用超聲波明渠流量計(jì)等問題。
3.3測(cè)量精度
管道式電磁流量計(jì)測(cè)量精度高，0.2%～0.5%，受流體流動(dòng)狀態(tài)影響小，測(cè)量結(jié)果穩(wěn)定。目前污水、供水用電磁流量計(jì)的精度一般選用0.3%，如果涉及到貿(mào)易交接，應(yīng)該選用0.2%級(jí)精度的電磁流量計(jì)。
3.4在線校準(zhǔn)
管道式電磁流量計(jì)作為一種重要計(jì)量器具，應(yīng)在一定的使用周期內(nèi)進(jìn)行檢定和校準(zhǔn)，確保數(shù)據(jù)的真實(shí)性。住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部于2011年10月頒布實(shí)施《管道式電磁流量計(jì)在線校準(zhǔn)要求》(CJ/T364－2011)，明確規(guī)定管道式電磁流量計(jì)在線校準(zhǔn)的技術(shù)要求，分別從標(biāo)準(zhǔn)表法和電參數(shù)法等2種方法對(duì)管道式電磁流量計(jì)的校準(zhǔn)方法進(jìn)行闡述［5］。
4結(jié)論及建議
管道式電磁流量計(jì)具備測(cè)量精度高，穩(wěn)定性好，對(duì)直管段要求低，故障少等優(yōu)點(diǎn)，而且政策法規(guī)允許安裝使用管道式電磁流量計(jì)。目前，國家已出臺(tái)管道式電磁流量計(jì)的在線校準(zhǔn)規(guī)范，為管道式電磁流量計(jì)的使用奠定了基礎(chǔ)。
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