超聲波流量計(jì)在污水處理廠中的應(yīng)用及注意事項(xiàng)

摘要：概述超聲波流量計(jì)的基本原理,列出此流量計(jì)在污水泵站的應(yīng)用及實(shí)測數(shù)據(jù)。

1、引言

我廠是一座日處理能力8000噸的污水處理廠。在生產(chǎn)的過程中，有三處的流量需要精確測定：一是污水進(jìn)水流量；二是污水經(jīng)處理后再回用部分的流量；三是污泥回流流量。這三種液體各自具有不同的特點(diǎn)，詳見表l。

我廠曾先后使用過三角堰流量計(jì)及污水流量計(jì)進(jìn)行流量測量，除回用水流量測量效果較好外，其余都不很理想，或者根本不能用于測量。為了解決這一問題，在多方比較的基礎(chǔ)上，我們*后采用了超聲流量計(jì)進(jìn)行測量，不僅提高了回用水的測量精度，而且有效地解決了固液兩相流量的測量問題。
2、超聲流量計(jì)工作原理
超聲流量計(jì)近年來廣泛應(yīng)用于排水工程，它是在管路的外側(cè)壁上下游相向地安裝一對能發(fā)射和接收超聲波的探頭，即超聲波發(fā)生器和接收器，并使每個(gè)探頭能接收另一個(gè)探頭發(fā)出的波信號，利用流體傳播超聲的特性，聲波向上、下游傳播時(shí)速度差為2倍的液流速度。
設(shè)：靜止流體中聲速為C
流體速度為V
探頭之間的距離為d
速度矢量和探頭取向間所形成的角度為θ
根據(jù)運(yùn)動學(xué)，就能得出傳播時(shí)間之差為
△T=2Vdeosθ/C²
于是V=C²△T/Zdcoθ
從公式可以看出，從發(fā)生器發(fā)出的超聲波傳到接收器的速度變化與管路內(nèi)的流體流速成正比，根據(jù)這個(gè)原理，把管道參數(shù)置入儀器，數(shù)據(jù)經(jīng)變換器變換即得到瞬時(shí)流量，并得累計(jì)流量。我廠所使用流量計(jì)將轉(zhuǎn)換器連接到標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)控制計(jì)算機(jī)上，從而可以更方便地對流量計(jì)進(jìn)行控制，對數(shù)據(jù)進(jìn)行各種操作，如讀取、存儲、打印、分析等等。
3、超聲流量計(jì)在實(shí)際測量中的應(yīng)用
3.1 幾組實(shí)測結(jié)果
下面是隨機(jī)地從計(jì)算機(jī)中抽取的某一日的幾組數(shù)據(jù)(表2)。從表中可以看出采用超聲波流量計(jì)側(cè)量數(shù)據(jù)精確度較高，讀取數(shù)據(jù)方便，從信號強(qiáng)度上可以看出，在測量回流污泥時(shí)，信號強(qiáng)度較低，這是由于液體濁度較高，含有較大固體顆粒引起信號衰減造成的。

3.2 使用過程中的幾點(diǎn)注意事項(xiàng)

(l)被測介質(zhì)中顆粒不能太大。顆粒太大，超聲波的衰減就增大，測量精度就會下降。

(2)管路中不要產(chǎn)生氣窩。空氣對超聲波的衰減比較嚴(yán)重，探頭一般應(yīng)安裝在水流上流的管道上或水平管道的兩側(cè)面，不宜安裝在管道底部和頂部。

(3)傳播速度差法從原理上看是測量超聲波傳播途徑上的平均流速，因此該測量值是線平均值，流量計(jì)受流速分布的影響很大，所以探頭的前后必須設(shè)有必要的直管段，上流側(cè)需要直管段10D以上，下流側(cè)需要5D左右，探頭距離水泵50D以上，距流量控制閥門30D以上。(D為管道直徑)。

(4)探頭安裝的地方不能有腐蝕性氣體，以避免探頭腐蝕、損壞。

(5)轉(zhuǎn)換器與流量計(jì)主機(jī)問的電纜不宜太長，一般應(yīng)為50m以下，且遠(yuǎn)離電磁場，以免受到電磁場干擾，影響測量精量。

4、結(jié)束語

從超聲流量計(jì)在我廠的實(shí)際應(yīng)用看來，由于該流量計(jì)不直接與被測介質(zhì)接觸，對被測介質(zhì)無特殊要求，只要被測介質(zhì)顆粒不是太大(顆粒太大，超聲波的衰減就增大)，一般都可以測量。它與三角堰流量計(jì)、電磁式流量計(jì)相比有很多優(yōu)點(diǎn)：一是安裝簡單，直接安裝于管道上即可，不需要設(shè)置流量井；二是提高了測量精度，擴(kuò)大了測量范圍；三是易于操作控制，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，便于對數(shù)據(jù)的讀取、存儲、打印和分析。

相信這種流量計(jì)定會在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮更大的作用。