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無源污水管道流量計的開發(fā)應用

點擊次數(shù):2111 發(fā)布時間:2020-08-10 07:57:06
目前,國內(nèi)市場相繼出現(xiàn)了不少種污水管道流量計產(chǎn)品,應用到各種污水計量環(huán)境中,給環(huán)境管理提供了準確的數(shù)據(jù)。通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)有三個問題給流量計的應用造成了一些問題,一是污水排放口多設在廠界,一般環(huán)境較差,既沒有電源又沒有旋轉(zhuǎn)二次儀表的地方,而市場現(xiàn)在銷售的儀表不但要求有電源,而且二次儀表還要求使用環(huán)境,一臺流量計1萬元左右,但配套電源和,儀表使用環(huán)境所需投資是儀表投資的3~8倍,個別情況還要多。*二個問題是流量計的傳感器在高寒地區(qū)不宜使用,一般廠家標出的低限使用溫度都在-10℃,而在東北地區(qū)超過這一溫度的時間大致在 3~4個月,這樣就給使用單位造成了一些困難。*三是儀表使用精度問題,在調(diào)查過程中發(fā)現(xiàn)百分之九十以上的用戶使用的是明渠流量計,既然是明渠測流,也不能解決整體污水測量的準確性,因為帕歇爾水槽測量的粗度尚沒有充分的數(shù)據(jù),其槽與水位計組合的精度一般3%~5%左右,如美國ISCO生產(chǎn)的流量計標出的流量精度為5%,而標的水位精度在千分之二,既然使用槽作為測流手段,那么使用一些簡單的儀表與槽配合完全可達到計量要求。
流量計
根據(jù)上述問題,我們推薦一種無緣污水管道流量計。
2、原理與特點
本儀器現(xiàn)場安裝結(jié)構(gòu)如圖(1)所示,其原理是水通過水槽1(該設計是以帕歇爾水槽(Parshall)為標準),將水量變換成標準水位,由浮子3(參看圖2)帶動水位流量變換裝置4,該變換裝置將變換好的流量信號經(jīng)傳動裝置6傳給顯示裝置5顯示瞬時流量,并同時經(jīng)傳動裝置6將這一信號傳給記錄裝置10,這一裝置采用了自記鐘的原理,在特制的記錄紙上將流量信號按時間及日期記錄下來,記錄滿后由儀表操作者收回統(tǒng)計:
該流量計區(qū)別于其它型式流量計主要是:
(1)全機械不需要任何電源。
(2)整機沒有電子原器件,受溫度、濕度及水質(zhì)影響小,曾在-40℃~50℃的情況下試驗運行正常,適用范圍廣。
(3)儀器造價低,,600~800臺。
(4)結(jié)構(gòu)簡單,運行可靠,需維護量*小。
(5)操作方便,使用人員不需專門培訓,一般工人即可操作。
3、系統(tǒng)設計
3.1量水槽設計
一般明渠測流量使用的方法較多,該儀器采用了國內(nèi)外通有的帕歇爾水槽,人為改變流態(tài),但不改變流量,流體流過水槽時其水位高度和流量有一定的函數(shù)關(guān)系,用帕歇爾水槽測量污水具有建筑體積小,水頭損失小,無淤積,不易堵塞,便于工廠商品化。水槽可用PVC塑料、鋼板和玻璃鋼制造。在使用環(huán)境好,要求不高時也可設計采用三角堰和矩形堰,制造更為簡單,帕歇爾量水槽尺寸可通用見中華人民共和國**計量檢測規(guī)程手冊(JJG711-90)。
3.2液位計設計
有了標準水槽,測量流量就可通過測量液位求得流量結(jié)果, 因為污水流經(jīng)帕歇爾水槽時形成一定的液位高度。在自由狀態(tài)下流量與液全高度之間存在著固定的函數(shù)關(guān)系:
Q=CHs
式中Q為瞬時流量,H為液位高度,C、N是與帕歇爾水槽有關(guān)系的系數(shù)。設計采用了浮子帶動變換器的方法,實現(xiàn)液位高度滿足記錄儀的標準要求。在這一過程中也產(chǎn)生了儀表的主要誤差,造成誤差的因素是浮子的傳遞誤差和記錄誤差。分析如下:
(1)浮子連線由于溫度變化引起的膨脹誤差e1,浮子連線采用1R18Ni9Ti材質(zhì)不銹鋼絲,長度在1.5m左右,查得膨脹系數(shù)為11.2×10-6(1/℃),設計環(huán)境*大溫差為±30℃,有eman=0.5mm。
(2)記錄紙誤差e2,根據(jù)上海記錄紙廠標準給出e2〈0.5mm。
(3)記錄儀誤表e3,因記錄儀設計采用,**標準設備,出廠給出的*大誤差〈0.05.因此e3man=0.05mm。
(4)現(xiàn)場安裝零的誤差e4。也就是浮子在靜水井里當沒水時標校產(chǎn)生的誤差,如按要求標校產(chǎn)生的誤差,按要求標校e4man可小于1mm。
上述所述誤差*大值的和為emax。
該儀器測量液位時*大相對誤差〈3‰(按30m³/min*大流量,液位*大高度820mm計算)。
3.3瞬時流量顯示設計
流量計表盤刻度是根據(jù)流量公式Q=CHN,通過液位長度計算出相應的角度,表盤上的相應角度代表相應的流量。
3.4記錄紙設計
記錄紙其長度和寬度根據(jù)記錄設備要求,其橫坐標可以設計成以小時為單位,也可以設計成以天為單位,可以根據(jù)用戶要求設計成不同型式,其縱坐標也是根據(jù)流量公式Q=CHN計算得到,量程可自己選擇,其樣式可參見圖3。

3.5技術(shù)指標
(1)測量范圍:0-25m³/min(根據(jù)用戶要求可調(diào)整)。
(2)測量誤差:流量〈5%F.S;液位〈5‰F.S (3)工作方式:連續(xù)
(4)使用溫度:-30℃~50℃。
(5)使用濕度〈RH85%
(6)重量:3.5kg。
4、存在問題
(1)該儀表的累計流量是通過記錄紙統(tǒng)計得出,需要操作者計算,雖說很容易,但要多一道手續(xù)。
(2)有時用戶在測量流量的同時要等比采樣,等比采樣的設備要求有一個模擬信號,因該儀器是無源儀表,故沒有這一輸出。設計者也考慮到這一點,如有要求可在儀表的傳動軸上加接一個滑線電阻式傳感器,加接后仍然不需加電源,電源由取信號端加接即可。

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