超聲波流量計在污水處理廠(chǎng)中的應用及注意事項

摘要：概述超聲波流量計的基本原理,列出此流量計在污水泵站的應用及實(shí)測數據。

1、引言

我廠(chǎng)是一座日處理能力8000噸的污水處理廠(chǎng)。在生產(chǎn)的過(guò)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(jiàn)表l。

我廠(chǎng)曾先后使用過(guò)三角堰流量計及污水流量計進(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(wèn)題，在多方比較的基礎上，我們最后采用了超聲流量計進(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(wèn)題。
2、超聲流量計工作原理
超聲流量計近年來(lái)廣泛應用于排水工程，它是在管路的外側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：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
根據運動(dòng)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的流體流速成正比，根據這個(gè)原理，把管道參數置入儀器，數據經(jīng)變換器變換即得到瞬時(shí)流量，并得累計流量。我廠(chǎng)所使用流量計將轉換器連接到標準工業(yè)控制計算機上，從而可以更方便地對流量計進(jìn)行控制，對數據進(jìn)行各種操作，如讀取、存儲、打印、分析等等。
3、超聲流量計在實(shí)際測量中的應用
3.1 幾組實(shí)測結果
下面是隨機地從計算機中抽取的某一日的幾組數據(表2)。從表中可以看出采用超聲波流量計側量數據精確度較高，讀取數據方便，從信號強度上可以看出，在測量回流污泥時(shí)，信號強度較低，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(guò)程中的幾點(diǎn)注意事項

(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(huì )下降。

(2)管路中不要產(chǎn)生氣窩?？諝鈱Τ暡ǖ乃p比較嚴重，探頭一般應安裝在水流上流的管道上或水平管道的兩側面，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(xiàn)平均值，流量計受流速分布的影響很大，所以探頭的前后必須設有必要的直管段，上流側需要直管段10D以上，下流側需要5D左右，探頭距離水泵50D以上，距流量控制閥門(mén)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)轉換器與流量計主機問(wèn)的電纜不宜太長(cháng)，一般應為50m以下，且遠離電磁場(chǎng)，以免受到電磁場(chǎng)干擾，影響測量精量。

4、結束語(yǔ)

從超聲流量計在我廠(chǎng)的實(shí)際應用看來(lái)，由于該流量計不直接與被測介質(zhì)接觸，對被測介質(zhì)無(wú)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、電磁式流量計相比有很多優(yōu)點(diǎn)：一是安裝簡(jiǎn)單，直接安裝于管道上即可，不需要設置流量井；二是提高了測量精度，擴大了測量范圍；三是易于操作控制，實(shí)現數字化，便于對數據的讀取、存儲、打印和分析。

相信這種流量計定會(huì )在工農業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮更大的作用。