水流量仪表运用的现状与发展趋势

饶兰兰苏崇军

摘要：流量是生产过程中决定用水效率的重要参数，水的流量的计量与其他领域相比，对计量仪表有特殊的要求。首先，流量计的口径比较大；然后，水流量大；最后，为保证满足供水损失率的要求，流量计的精确度要高。水的计量分为三类：生活用水的计量；工业用水的计量；污水的计量。针对不同的计量，选择运用不同的计量仪器。

关键词：流量，管径，精确度，流量计
Abstract: the flow is in the process of production of the important parameters to water use efficiency, water flow of measurement and other areas in the measurement instrument have special requirements. First, the diameter flowmeter is larger; Then, the flow of water; Finally, to ensure that meet the requirements of the water loss, the flow of precision is high. The measurement of the water is divided into three categories: life in the water metering; The measurement of the industrial water; The measurement of the sewage. In view of the different measurement, select and apply different measuring instruments.

Keywords: flow, the caliber, accuracy, flow
中图分类号：U467.4+6    文献标识码：A      文章编号：

水是大多数工艺流程的介质，而水资源有限，合理用水成为急待解决的问题。流量是生产过程中决定用水效率的重要参数，因此，流量的计量是实现合理用水，节约水资源的关键。水的计量分为三类：生活用水的计量；工业用水的计量；污水的计量。针对不同的计量，我们应该分别选择计量仪器。水流量计的选型主要的依据是水流量的大小和水质。
生活用水的计量
生活用水是我们经常接触到的，也是最普遍的用水，它的水质较好，水量较小，一般选用机械式仪表，要求水压不大于1MPa，根据水温的不同，选择不同的仪表，如旋翼式水表、水平插入式螺翼水表、旋翼式热水表等。选型时应该特别注意管径和管流量的关系，必须保证满管流。若不能保证满管流时，应该在管道上缩经安装相关水表，以保证在流过计量仪表时是满管流。生活用水的总管道会比较宽，可选择的仪表范围也比较宽，但首先要保证满管流。生活用水的计量可以选择带远传的电子式流量计，如弯管流量计、涡轮流量计、超声流量计等。
水厂进出口水流量计的选型重点主要在大管径流量计上。大管径流量计按照安装的方法可分为两类。
1.1 仪表直接与测量管道相接或把探头装在测量管道两侧，用以测量管道的平均流量。常用的有超声波式和电磁式等。
超声波式流量计多用于非接触计量流量，它具有不干扰流场、无压力损失、无可动易损零部件等优点。在水厂进出口水的计量领域得到广泛应用。超声波式流量计的夹装式，其价格和口径无关，用来测量大口径管道的流量，投资较省。超声波式流量计的测量准确度与管径有关，管径越大，精度越高。既可测量导电液体，又可测量不导电液体。
目前使用的超声计量计，多为便携式流量计，采用在管道外不夹持安装的方式。多用于流量的比对和检测，直接用于进出厂水的计量较少。采用多声道和湿式管段安装以后，可以进一步提高精确度，是水厂进出口水测量的选择之一。
电磁式流量计是基于电磁感应定律的流量计，是水厂进出口水测量中最常用的流量计。该仪表无可动部件、可靠性高、长期稳定性高，无加阻力，精确度高，可测流量范围大，对直管段的要求不高，而且品种齐全。但不足之处是，测量管径愈大，价格愈高。
1.2 仪表插入测量管道中测管道中心的流速，再用数字平均法求管道的平均流速。常用的有插入式涡轮流量计、插入式电磁流量计等。
插入式涡轮流量计价格较低，适于测量洁净液体的流量。若液体中有固体颗粒或粘稠物，极易使涡轮卡滞。流体中夹带纤维、四氟生料带之类的异物，极易绕在涡轮叶片上，改变流量系数，而大口径管路上要加装网目数来满足要求又不现实，因此，影响了人们对该种仪表的选择。
工业用水的计量
讨论了最普遍的生活用水的计量，我们把视线调整到生产用水，就是工业用水的计量。工业用水的计量比较复杂，工业用水中有循环水，而且工业用水水质复杂，而不同的水质，要进行不同的选型。下面我们来分别介绍不同种工业用水的计量仪表选型。
软水是工业生产中经常用到的一种水，因此，它的计量问题就比较普遍。由于软水比较纯净，不留垢，所以软水的计量比较简单。一般直径是200毫米以下的软水管道，只要压力允许，都选择旋翼式仪表，根据流量选择其型号。直径大于200毫米的管道比较少见，根据生活用水的计量方法进行计量。
在工业生产中，工业循环水的计量比较复杂。循环水分为净环水和浊环水，净环水比较干净，杂质较少；浊环水杂质较多，管壁容易结垢，粘结在仪表探头上，影响测量精度。
3. 污水的计量
随着我们对环保事业的愈发重视，对污水的治理、计量的要求越来越高。由于污水的水质更加复杂，而且对它的计量较少，污水计量的选型就更加困难。
3.1电磁流量计
电磁流量计的工作原理是基于法拉第电磁感应定律，即被测介质垂直于磁力线方向流动，因而在与介质流动和磁力线都垂直的方向上产生一感应电动势EX与被测介质流量（流速）成正比，电磁流量计不受温度、压力、粘度、重度等外界因素的影响，测量管内部无收缩或凸出部分的压力损失，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变化的电压，它与流体的其他性质无关，具有很大的优越性。
3.2涡街流量计
作为一种新型流量计，80年代中期以来发展较快，它在流量测量方面有着诸多的优点和长处，在现代流量测量中应用越来越广泛。涡街流量计几乎可用于一切可形成旋涡列的场合，不仅可用于封闭的管道，还可用于开放的沟槽。但涡街流量计的环境相关参数较多，容易在使用现场被忽略而影响流量计性能的正确发挥。      3.3节流式流量计
节流式流量计是早期大量使用的一种测量流量的计量装置，其历史最长，用量最多。现在常见的为圆孔板型和锥形入口板型，其工作原理是在流体管道中加入一孔板节流件，通过导压管引入压差变送器测出节流件上、下游的压差，根据所测的压差经过计算即得出流量的瞬时值。由于导压管内水的不流动性，在较寒冷地区，冬天室外安装的孔板取压管容易冻裂（冻住），使差压仪器无法正常工作。测量较脏的污水时，孔板需经常清洗。如清洗不及时，测量精度降低，取压管经常被污物堵死，仪表无法使用。用孔板的方式测流量时还有压力损失大、维护量大等缺点。
4. 流量仪表的发展趋势
针对水资源短缺的现状，计量手段在不段更新。随着科技的发展，新的技术不断的应用到水流量计量中，水流量的计量会越来越简单，资源也能更加合理地使用。通过分析常用的电磁流量计等流量仪表的技术演变，流量仪表等技术仪表呈以下技术发展趋势：
4.1 大量应用微型计算机技术及网络技术新型的流量计都具有智能化和网络化的功能，通过采用单片机和专用软件实现高精度的测量。
4.2 采用新器件提高仪表的性能干扰和噪声是影响流量计测量的重要因素，如何有效的将微弱的信号从背景噪声中分离出来并进行处理是提高仪表性能的关键。DSP器件和电路可以提供模拟信号处理以外更多的技术方案。某些企业已经在做使用嵌入技术和DSP器件改良电磁流量计的转换器。
4.3 电磁兼容技术得到进一步的重视泵房电机等电气设备的电磁辐射及大功率电气设备引起的电网波动等，是影响智能化流量计正常工作的主要因素。抗ESD的PCD电路板布局和布线技术、开关电源电磁干扰抑制EMI技术、PCB屏蔽和接地技术等已经得到不同程度的应用，也是工业自动化仪表的重要研究课题。
4.4 声纳流量计
用于单相流和多项流以及浆料的精确可靠的运行，适用与各种管道尺寸的经济流量测量，与各种管道材料和管道规格兼容。其优点是简便、快速安装、最小的表面处理，无需耦合胶，重量轻等特点。
4.5 专用计量软件的作用越来越重要采用专用计量软件的流量计能够高精度、宽范围的计量流量。并能提供一些特殊情况下的补偿计算功能。
4.6 更好的操作性
仪表在使用中，人们更关注仪表的可靠性和精确度。可靠性包括质量可靠和可维修性，维修代价不大是较好的选择。同时测量仪表本身的性能好，并不能代表它的测量效果，因此还要考虑仪表的精确度。
综上所述，没有一种流量仪表适于各种水的计量。不同的水质，不同的水流量，不同的环境和一些特殊的要求，需要选择不同种类型号的水流量仪表。因此，水流量仪表的选型很是重要。选对了仪表，才能把水流量测得准确，且正确的选型能使投资较少，仪表耐用，性能佳，水资源利用合理。

参考文献：【1】李军，《中国设备工程》，【J】
【2】陈军，《甘肃科技》，【J】
【3】解明，《黑龙江科技信息》2003年02期