超聲波流量計在污水處理廠(chǎng)中的應用及注意事項
點(diǎn)擊次數:2344 發(fā)布時(shí)間:2021-03-19 07:31:07
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*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。
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。
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