關(guān)于工業(yè)污水流量計(jì)的特點(diǎn)與應(yīng)用領(lǐng)域

工業(yè)污水流量計(jì)廣泛應(yīng)用于各類導(dǎo)電介質(zhì)的計(jì)量，如清水、污水、液態(tài)酸、堿、鹽、液態(tài)有機(jī)化工產(chǎn)品、食品工業(yè)中的醬油、醋及酒類等。混有塊狀果肉的蘋果醬、混有沙石的混凝土，這些漿狀混合物也可以計(jì)量，只是各種腐蝕性強(qiáng)的介質(zhì)需配置耐腐蝕的工程材料，如橡膠、聚四氟乙烯、尼龍等做流量計(jì)的內(nèi)襯?；煊袣馀莺凸虘B(tài)物質(zhì)的醬料需采用特殊的計(jì)算方法來(lái)減少計(jì)量的誤差。
一般的工業(yè)污水流量計(jì)由于電路復(fù)雜、勵(lì)磁功率較大，整機(jī)功耗需15～25V·A，因而需市電(AC220V)或?qū)Ｓ玫陌踩娫?DC24V)供電。隨著電子技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，電磁流量電信號(hào)的處理已由2～3mV精密到0.1mV，動(dòng)態(tài)分辨率可以低至±0.00003mV，這種新技術(shù)功耗*低，完全可以電池供電。由此產(chǎn)生了電磁水表的概念——一種僅計(jì)量清水、內(nèi)部采用鋰電池供電的長(zhǎng)壽命智能型工業(yè)污水流量計(jì)，由于市場(chǎng)定位和使用要求不同，兩者存在較大的區(qū)別，大致的區(qū)別表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。
1  應(yīng)用領(lǐng)域
(1)工業(yè)污水流量計(jì)使用廣泛，適用于工業(yè)生產(chǎn)中各種導(dǎo)電介質(zhì)的流量連續(xù)計(jì)量和生產(chǎn)工藝控制領(lǐng)域、科學(xué)研究的計(jì)量測(cè)控領(lǐng)域。
(2)電磁水表以計(jì)量清水、原水為主。在市政領(lǐng)域得到廣泛使用，主要解決水源和城鄉(xiāng)供水的計(jì)量、統(tǒng)計(jì)、分析、結(jié)算功能。
2  精度
(1)工業(yè)污水流量計(jì)的精度通常為±0.5%，高精度的可達(dá)到±0.2%、±0.3%。
(2)電磁水表的精度一般為Ⅱ級(jí)(Q2～Q4±2%，Q1～Q2±5%)，高精度的可達(dá)到I級(jí)(Q2～Q4±1%，Q1～Q2±3%)。
3  口徑
(1)工業(yè)污水流量計(jì)生產(chǎn)廠商大都可以提供DN20～DN500的產(chǎn)品，規(guī)模較大的專業(yè)廠商可以提供DN10～DN3000的工業(yè)污水流量計(jì)，DN25～DN600規(guī)格的應(yīng)用數(shù)量*多。(2)市場(chǎng)應(yīng)用*多的電磁水表口徑在DN50～DN300，少數(shù)先進(jìn)的跨國(guó)專業(yè)廠商能生產(chǎn)DN25～DN800口徑的全系列電磁水表。
4 量程范圍(計(jì)量流速范圍)及量程遷移
(1)工業(yè)污水流量計(jì)的介質(zhì)流速測(cè)量范圍通常為0.4～12m/s，通常用Qmax和Qmin來(lái)定義計(jì)量范圍，Qmax/Qmin(量程比)一般在20～25范圍，Qmin～Qmax應(yīng)保證精度。如DN100的0.5級(jí)表，在量程比20的情況下，在10m3/h(Qmin)至200m3/h(Qmax)流量范圍內(nèi)，均應(yīng)保證±0.5%的精度。作為工業(yè)污水流量計(jì)，考慮使用的經(jīng)濟(jì)性，常將Qmax選在6.5～8.5m/s流速范圍內(nèi)，如上述Qmax為200m3/h的DN100工業(yè)污水流量計(jì)，其Qmax流速為7.07m/s。廠商可以自行規(guī)定各種口徑的Qmax流速，例如某型DN100工業(yè)污水流量計(jì)，其0.5級(jí)產(chǎn)品的Qmax為200m3/h，Qmax/Qmin≥25;Qmax的流速為7.07m/s，在8～200m3/h量程范圍內(nèi)的誤差小于±0.3%。所謂“量程遷移”，是指該臺(tái)工業(yè)污水流量計(jì)在某種工藝現(xiàn)場(chǎng)，其流量計(jì)量范圍要調(diào)整到4～80m3/h，且其電流輸出的4mA對(duì)應(yīng)流量是4m3/h，20mA輸出時(shí)對(duì)應(yīng)的測(cè)量值為80m3/h。即將這臺(tái)工業(yè)污水流量計(jì)的計(jì)量范圍由標(biāo)稱的10～200m3/h，通過(guò)菜單改變參數(shù)，“遷移”至4～80m3/h。當(dāng)然，經(jīng)過(guò)這樣的量程遷移4～10m3/h流量段的測(cè)量精度將超出±0.5%的精度要求。通常，工業(yè)污水流量計(jì)的計(jì)量上限流量點(diǎn)，可“遷移”的流速范圍為1～10m/s。選用工業(yè)污水流量計(jì)的口徑，要兼顧經(jīng)濟(jì)流速2.5～4.5m3/h和工藝要求。
(2)電磁水表的*高測(cè)量流速可達(dá)15m/s，通常電磁水表的流量點(diǎn)Q3選在12.5～13.5m/s流速上。電磁水表的量程范圍參照冷水水表標(biāo)準(zhǔn)，是一種強(qiáng)制執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)。眾所周知，冷水水表的流量范圍可由Q1(*小流量)、Q2(分界流量)、Q3(常用流量)、Q4(*大流量)來(lái)表述，一般情況下，其流量計(jì)量特性可由量程比Q3/Q1(Ｒ值)，Q4/Q3=1.25，Q2/Q1=1.6來(lái)反映。目前跨國(guó)先進(jìn)專業(yè)廠商的電磁水表，其Q3/Q1可達(dá)400。如西門子Ⅱ級(jí)DN100電磁水表，Q3=250m3/h(流速為13.48m/s)，Q4=312.5m3/h(流速為16.85m/s)，Q3/Q1=400，Ｒ2/Q1=1.6，Q2=1.0m3/h，Q1=0.63m3/h。電磁水表沒(méi)有“量程遷移”的概念，它的計(jì)量范圍在始動(dòng)流量QS至*大流量Q4之間，選用電磁水表的口徑，主要應(yīng)考慮滿足經(jīng)濟(jì)流速。
5重復(fù)性
(1)對(duì)于工業(yè)污水流量計(jì)，重復(fù)性是重要的技術(shù)指標(biāo)之一，其重復(fù)性指標(biāo)通常為精度的1/3，例如0.5級(jí)精度的工業(yè)污水流量計(jì)，其重復(fù)性應(yīng)優(yōu)于±0.16%;0.2級(jí)表的重復(fù)性應(yīng)優(yōu)于±0.06%。
(2)電磁水表并不把重復(fù)性作為一項(xiàng)考核的質(zhì)量指標(biāo)，它僅是一項(xiàng)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)指標(biāo)。電磁水表*重要的技術(shù)指標(biāo)為精度，低的始動(dòng)流量，Q1流量點(diǎn)和量程比(Q3/Q1)。當(dāng)然，對(duì)于流量計(jì)來(lái)講，兩者均能保證長(zhǎng)期連續(xù)的穩(wěn)定運(yùn)行是十分重要的。
6供電方式(功耗)
(1)通常工業(yè)污水流量計(jì)的處理速率快、處理精度高，控制要求快速、穩(wěn)定、準(zhǔn)確。因工業(yè)污水流量計(jì)和外界信息交流方式復(fù)雜(輸出4～20mA電流信號(hào)、0～10KC頻率信號(hào)、ＲS-485通信、開關(guān)量控制等)，隔離程度高，因而電子線路多用大量的高速電子元件，功耗可達(dá)15～25V·A，這必須由市電(AC220V)和專用外電源(DC24V)供電。因而抗干擾、光電隔離、電磁隔離等防止電源的強(qiáng)電磁沖擊等技術(shù)措施十分必要。
(2)電磁水表的采樣速率比較慢，電子線路由先進(jìn)的低功耗、超低功耗的集成電路為主，計(jì)算方法為特殊的高效省電方式，因而功耗*低，可以由內(nèi)部電池來(lái)連續(xù)長(zhǎng)期供電。這要求電磁水表的電池工作壽命至少為5～6年，現(xiàn)在也有8～10年的產(chǎn)品。對(duì)于電磁水表而言，降低功耗、提高電池工作壽命是一項(xiàng)難度很大的挑戰(zhàn)。
7采樣速率
(1)工業(yè)污水流量計(jì)的計(jì)量實(shí)時(shí)性要滿足工業(yè)控制的工藝要求，其特點(diǎn)為精準(zhǔn)及高速，因而采樣處理速率普遍要求高于100ms/次。
(2)電磁水表的采樣速率在1～30s/次范圍，就可以得到計(jì)量的流量數(shù)據(jù)，況且采樣速率低，功耗也越低;通常采樣速率在15s/次時(shí)，內(nèi)部配備的電池可保證連續(xù)計(jì)量6年。
8管道結(jié)構(gòu)與測(cè)量直管段
(1)工業(yè)污水流量計(jì)可以由市電供電，因而電子元器件和電子線路的選擇受功耗的影響小，選擇范圍廣;數(shù)百毫安的勵(lì)磁電流使傳感器的信號(hào)輸出幅度也較大，因而不必對(duì)流體額外加速以增強(qiáng)信號(hào)幅值。工業(yè)污水流量計(jì)的測(cè)量腔為直管，工藝簡(jiǎn)單，加工成本低，是工業(yè)污水流量計(jì)測(cè)量腔體的普遍設(shè)計(jì)方式。直管結(jié)構(gòu)幾乎不會(huì)引起被測(cè)流場(chǎng)的紊亂，測(cè)量的流速基本為經(jīng)濟(jì)流速(*高流速低于8m/s左右)，高速采樣率又可及時(shí)修正各種流場(chǎng)變化帶來(lái)的誤差，所以工業(yè)污水流量計(jì)的直管段為前5D和后3D就可以滿足計(jì)量的精度要求。
(2)電磁水表使用內(nèi)裝的鋰電池供電，降低功耗、延長(zhǎng)工作壽命是其設(shè)計(jì)任務(wù)的關(guān)鍵，因而只能采用較低的勵(lì)磁電流(通常它的勵(lì)磁電流僅為工業(yè)污水流量計(jì)的1/10，甚至更低)，這樣傳感器的有效輸出信號(hào)幅值就很微弱。電磁水表研發(fā)人員通常用兩種方法來(lái)增強(qiáng)信號(hào):一是提高信號(hào)的放大倍數(shù);二是將測(cè)量段縮徑，人為提高介質(zhì)流速，這將大幅提升流量信號(hào)。因此，電磁水表的測(cè)量腔體幾乎都采用縮徑工藝，一般縮徑為原標(biāo)稱口徑的70%～80%，縮徑率以不顯著影響儀表的壓損并且不顯著改變流場(chǎng)的穩(wěn)定為原則。
電磁水表的縮徑工藝加大了制造難度，增大了壓力損失，太大的縮徑也會(huì)擾亂流場(chǎng)的穩(wěn)定，因此制造商要綜合考慮縮徑和流場(chǎng)穩(wěn)定對(duì)計(jì)量的影響。
電磁水表的采樣速率比較慢，信號(hào)又很微弱，這樣計(jì)算處理需要的穩(wěn)定時(shí)間比較長(zhǎng)，這也需要遠(yuǎn)比工業(yè)污水流量計(jì)更穩(wěn)定的流速，考慮到縮徑的因素，一般電磁水表的前后直管段選擇要比工業(yè)污水流量計(jì)嚴(yán)格。為保證計(jì)量精度，電磁水表通常需要前10D和后5D的直管段。

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