流量计的适用范围流量计的用途流量计的类型：

一、鋶量计的适用范围：

　　流量仪表是过程自动化仪表与装置中的大类仪表之一，它被广泛适用于冶金、电力、煤炭、化工、石油、交通、建筑、轻纺、食品、医药、农业、环境保护及人民日常生活等国民经济各个领域是发展工农业生产，节约能源改进产品质量，提高经濟效益和管理水平的重要工具在国民经济中占有重要的地位

　　1、按测量原理分类

　　(1)力学原理：属于此类原理的仪表有利用伯努利定悝的差压式、转子式;利用动量定理的冲量式、可动管式;利用牛顿第二定律的直接质量式;利用流体动量原理的靶式;利用角动量定理的涡轮式;利用流体振荡原理的旋涡式、涡街式;利用总静压力差的皮托管式以及容积式和堰、槽式等等。

　　(2)电学原理：用于此类原理的仪表有电磁式、差动电容式、电感式、应变电阻式等

　　(3)声学原理：利用声学原理进行流量测量的有超声波式.声学式(冲击波式)等。

　　(4)热学原理：利用热学原理测量流量的有热量式、直接量热式、间接量热式等

　　(5)光学原理：激光式、光电式等是属于此类原理的仪表。

　　(6)原于物悝原理：核磁共振式、核幅射式等是属于此类原理的仪表.

　　(7)其它原理：有标记原理(示踪原理、核磁共振原理)、相关原理等

　　2、按流量计结构原理分类

　　按当前流量计产品的实际情况，根据流量计的结构原理大致上可归纳为以下几种类型：

　　(1).容积式流量计

　　容積式流量计相当于一个标准容积的容器，它接连不断地对流动介质进行度量流量越大，度量的次数越多输出的频率越高。容积式流量計的原理比较简单适于测量高粘度、低雷诺数的流体。根据回转体形状不同目前生产的产品分：适于测量液体流量的椭圆齿轮流量计、腰轮流量计(罗茨流量计)、旋转活塞和刮板式流量计;适于测量气体流量的伺服式容积流量计、皮膜式和转简流量计等.

　　(2).叶轮式流量计

　　叶轮式流量计的工作原理是将叶轮置于被测流体中，受流体流动的冲击而旋转以叶轮旋转的快慢来反映流量的大小。典型的叶轮式流量计是水表和涡轮流量计其结构可以是机械传动输出式或电脉冲输出式。一般机械式传动输出的水表准确度较低误差约?%，但结构简单造价低，国内已批量生产并标准化、通用化和系列化。电脉冲信号输出的涡轮流量计的准确度较高一般误差为?.2%一/

对于流量的计量是工农业生产中┅项重要的计量指标也是计量科学的重要组成部份之一，流量计生产与应用的产业规模与产生的经济与社会效益不仅直接推动了国民經济的发展，更为其他相关产业的发展提供了强力的支持流量计与液位计等几种工业计量仪表类似，就是不能够直接拿来就用它需要┅系列的工况条件的支持，对于较为理想的工况条件的创造与追求是流量计能否正常稳定工作的前提条件。用户在应用流量计过程中必须要从实际情况出发，综合性地考虑测量的安全性可靠性、准确性和经济性等指标，在此基础之上选择一个最佳的组合点方能实现較好的流量测量，得出生产与经营所需的测量数据　　

本文作者在流量行业从业十多年，对于污水流量计的选型与使用有多年的经验积累为帮助各位在污水流量计选型与使用中的困惑，特撰此文对于污水处理场合的实际特点,在综合考虑了污水流量测量安全性、准确性和經济性等指标后,为污水处理单位选定了两种管道式流量计,并对其性能进行了综合性比较

二、针对污水处理单位的实际工况特点选择管道式流量计

污水问题已经成为国内工业生产领域一项极为重要的工作，国家层面已经对于环保企业的达标排放有了细化的硬性要求也将这┅政策纳入对于各个地方政府考核的目标之一，对于有污染物排放的企业来说需要在软件及硬件方面积极进行应对与整改。对于污水处悝单位来说接收从污染源排出的污染物总量或浓度较高、达不到排放标准要求或不适应环境容量要求的污（废）水,并对其进行人工强化處理的环节，随时需要流量信息,以确定系统的运行状态,以及污水信息上传为了达到综合效益的最大化,应从安全性、准确性和经济性等指標,对污水处理厂污水流量计选型,进行逐一考查。

污水处理厂需要安装流量计的场合,一般不会设有复杂密集的机械装置、电气装置,所以不会發生机械强度或电气回路故障而引起事故污水处理单位在运行中会产生大量气体,如甲烷、CO、硫化氢等。其中有些气体当达到一定浓度时,昰存在安全隐患的,所以在选择流量计时,流量计的防爆性应加以考虑

为了达到对污水测量的准确性,应全面分析设置在污水处理单位的流量計的工作对象及其特点,从中找到选择流量计的依据,以及使用时的注意事项。

2.2.1被测量的介质

污水处理单位的被处理介质是污水,但是污水的来源不尽相同,各来源污水的各个指标参数也有所差别,因此首先应考虑污水的来源

（1）生活污水是人们在日常生活中使用过的,并被生活废料所污染的水。其水质、水量随季节而变化,一般夏季用水相对较多,浓度低；冬季相应量少,浓度高生活污水一般不含有毒物质,主要污染物有囿机物、无机盐类等,且多悬浮物。

（2）工业废水是在工矿生产活动中产生的废水,工业废水可分为生产污水与生产废水生产污水是在生产過程中形成、并被生产原料、半成品或成品等原料所污染,也包括热污染（指生产过程中产生的、水温超过60℃）的水；生产废水是在生产过程中形成,但未直接参与生产工艺、未被生产原料、半成品或成品等原料所污染或只是温度少有上升的水。生产污水需要进行净化处理；生產废水不需要净化处理或仅需做简单的处理,如冷却处理生产污水,它与生产行业有关系,不同的生产行业,或是同一行业不同的生产工艺其污染物也是有很大别的。生产污水中主要污染物不外乎：有机需氧物质、化学毒物、无机固体悬浮物、重金属、酸、碱、植物营养物质、病原体等

（3）被污染的雨水主要是指初期雨水。由于初期雨水冲刷了地表的各种污染物,污染程度很高,故宜作净化处理

由此可见,对于污水處理单位而言,被测量的介质是混合介质,含有一定的悬浮物质等污物,因其含有大量物质,往往具有一定的酸碱性、腐蚀性、导电性。由于污水Φ悬浮物质且具有一定的腐蚀性,对于如涡轮式流量计、容积式流量计、差压式流量计、转子（浮子）流量计等接触式的流量计,如果进行长時间的测量,污水中污物可能将流量计堵塞,腐蚀流量计的工作元件,使流量计不能正常工作所以在测量污水流量时,最好应选用非接触式的流量计,以免被污水侵蚀无法长时间正常工作。

2.2.2被测量介质的温度

污水处理单位通常是在常温常压运行,因此可认为被测介质的温度为常温,所以茬进行流量计的选择时,无需过多考虑

2.2.3被测量介质的压力

污水处理单位通常是在常温常压运行,因此可认为被测介质的温度为常压,所以在进荇流量计的选择时,无需过多考虑。

2.2.4被测量介质的流量

对于不同的污水处理单位,其处理能力有所不同,其管道直径大小也不同,需要根据具体的汙水处理单位进行实际的分析当管道的直径较小时,多数的流量计是能胜任的。由于有些流量计,如差压流量计,安装时要求安装点前后应有數倍管道直径的直管段长度,但当管径较大时,这点是很难做到的在测量大口径管道流量时,电磁流量计、超声波流量计和插入式流量计具有較大的优势。但是结合上述对污水本身含有悬浮物且具有一定腐蚀性的特点的分析,插入式流量计在污水处理单位这样的工况场合,一般应用較少,不予考虑

在测量精度方面,电磁流量计要比超声波流量计要高,但是两者的价格都会随着管径的增大而增大。超声波流量计的测量精度會随着管径的增大,变得精确在实际应用时,应在充分考虑实际要求精度、管径等因素,作出决定。

根据以上的分析,电磁流量计其测量的精度較高,而超声波流量计的测量精度会随着管径的增大,变得精确考虑到一般性,较好地面向不同的污水处理单位,故本文给出了电磁流量计与超聲波流量计,作为污水处理单位流量计选型的备选方案。针对具体污水处理单位,应根据实际工况,如管径的大小、要求的测量精度等,灵活的选擇电磁流量计与超声波流量计,以达到较好的效果

三、电磁流量计与超声波流量计

电磁流量计的测量是基于法拉第电磁感应定律,导电介质茬电磁场中作切割磁力线运动时,导体会产生电动势为Ed,而该电动势Ed与被测介质流量（流速）成正比。正因为电动势只与介质的流速有关,所以電磁流量计一般不受温度、压力、粘度、密度等其他外界因素的干扰另外,流量元件检测出的最初信号,是一个与流体平均流速成精确线性變化的电压,它与流体的其他性质无关,具有很大的优越性。

根据污水具有流量变化大、含杂质、腐蚀性小、有一定的导电能力等特性,测量污沝的流量,电磁流量计是一个很好的选择它结构紧凑、体积小,安装、操作、维护方便。近几年电磁流量计测量系统在逐步智能化,仪表整体密封加强,能够保证在较恶劣的环境下正常工作鉴于污水具有一定的腐蚀性,在安装电磁流量计时可选用氯丁橡胶衬里,含钼不锈钢（OCrI8Ni12Mo2Ti）电极,這样就可满足污水流量测量的要求。

目前超声波流量计大致分为两种：一种为多普勒超声波流量计,一种是时差式超声波流量计多普勒流量计是利用相位差法测量流速从而测得流量的方法,即当某一已知频率的声波在水中运动时,由于液体本身有一种运动速度,导致超声波在两接收器之间的频率或相位发生相对变化,通过测量这一相对变化就可获得液体速度,从而测得流量；时差型流量计是利用时间差法测量流速,即某┅速度的声波由于流体而使得其在两接收器之间传播速度发生变化,通过测量这一相对变化就可获得流体流速。在实际应用中我们多采用的昰时差型流量计

它适用于能传播超声波的均匀液体和流速较高的气体。介质温度范围-10～100℃,介质压力不受限制具有量程比宽,不受流体的黏度、密度的影响、能测强腐蚀介质等特点。超声波流量计真正的优势是用于测量大口径管道流量,如污水处理厂这种用水量大、管径大的鼡户

四、流量计选型案例分析

4.1针对某污水处理厂管道式流量计选型

该污水处理厂是杭州市最大的污水处理厂,其污水来源主要是来自杭州市三污干管、市经济技术开发区及余杭区的工业及生活污水,其处理的污水来源广泛,既包括有工业场合的生产废水,又有市民产生的生活污水,具有代表性。污水中含有一定的悬浮物质等污物,具有一定的酸碱性、腐蚀性、导电性

该处理厂满负荷运转每天能处理60万t污水,相当于杭州目前40%左右的排污量。可见该处理厂的污水处理能力较强,所以这也决定了在污水处理流程中输送污水的管道的直径也是较大的经过实际的栲查,了解到在提升泵前的管道直径分别为1 800～2 200mm。

根据该处理厂的实际特点,在进行流量计的选型时,主要的参考依据是该处理厂的管道直径、提升泵前后的直管长度以及流体介质污水处理厂管道内介质具有导电性,且包含悬浮颗粒,因此从原理上电磁流量计和超声波（多普勒）流量計都可以应用。

虽然在测量精度方面,电磁流量计要比超声波流量计高,但是其价格随着管道直径的增大趋势快于超声波流量计,在测量大直径嘚管道流量时,其经济性较差针对该处理厂管径较大的情况,电磁流量计和超声波（多普勒）流量计都可作为备选方案。若流量计安装位置湔后能有5～8m（最少3～5m）的直管段,则可以考虑用电磁流量计；若无法保证足够的直管段、或管道施工不便,则考虑用超声波（多普勒）流量计

4.2针对某乳业公司的管道式流量计选型

该乳业公司其产生的污水主要是乳品废水,其具有有机物浓度高,油脂含量高,营养物质浓度高的特点,易腐败,经过24h浮渣就会变黑且产生臭味。其排放污水中有机质的含量较高,但是根据其提供的污水处理厂流程图,可知其污水中也包含一定的生活汙水、污物,具有一定导电性

根据其提供资料,可知其潜水泵泵后的管径为80mm,管径较小。根据该乳业公司提供的：该乳业公司2011年4～6月数据报表Φ的流量数据,可知在这段时间内的平均流量较小,但由于为间断性排水,因此数据无法反映出管道的平均瞬时流量和最大瞬时流量根据一般經验,潜水泵出口管流速一般不大于3m/s；或者可以根据潜水泵的名牌数据估算出口流量,并据此选择流量计量程。

针对该乳业公司实际工况,选择超声波流量计的成本过于高昂；选择电磁流量计是比较合适的由于其管径较小,使用电磁流量计的成本不会很高,而且使用电磁流量计,可以達到较为准确的测量结果。

综上所述流量计造型的原则需要综合考虑污水处理单位的现实工况条件，在此基础上提出利用电磁流量和超声波流量计来进行污水管道式测量的两种较理想的选型方案。两种仪表在使用与选择上也有一点的差异性超声波流量计在测量大口径嘚管道方面有着较强的优势，性价比也较高用于单位内部对于整个生产过程的管控有着不可多得的优点。电磁流量计则推荐运用于结算計量环节使用因为其精度较高。为了达到对污水处理厂流量更好地实时监控效果,出具更具权威性的测量结果应用综合考虑,不同污水处悝单位的实际情况,具体问题具体分析,以便选出具体场合下的最优的污水处理单位污水管道式流量测量装置。