摘(zhai)要:市政(zheng)環保行(hang)業正處(chu)在數字(zi)化轉型(xing)升級階(jie)段,其🤟目(mu)标就是(shi)業内一(yi)直倡導(dao)的智慧(hui)水務,但(dan)數字化(hua)概念的(de)提出在(zai)✏️操作層(ceng)面☎️顯得(de)更爲明(ming)确。流量(liang)計 作爲(wei)數字化(hua)建設底(di)層信息(xi)采集單(dan)元,它的(de)選用和(he)💞應用十(shi)🙇‍♀️分重要(yao)。本文對(dui)市政環(huan)保行業(ye)流量計(ji)的技術(shu)特👨‍❤️‍👨點進(jin)行分析(xi)探讨,明(ming)🈲确不同(tong)工況中(zhong)流量計(ji)選用的(de)适👈合性(xing),以達到(dao)市政環(huan)保🥵項目(mu)數據可(ke)靠、運行(hang)穩定及(ji)施工方(fang)便的效(xiao)果。另外(wai),在流量(liang)計📱融合(he)數字化(hua)通信技(ji)術方面(mian),結合國(guo)🧡内外工(gong)業互聯(lian)網物聯(lian)網的應(ying)用發展(zhan)對流量(liang)計技術(shu)今後的(de)發展趨(qu)勢提出(chu)展望。
　　在(zai)市政環(huan)保項目(mu)中,流量(liang)計是應(ying)用廣泛(fan)的儀表(biao)之一。流(liu)量是⛱️指(zhi)🙇‍♀️單位時(shi)間内流(liu)經封閉(bi)管道或(huo)明渠有(you)效截面(mian)的流體(ti)量，流量(liang)計可以(yi)根據工(gong)況需要(yao)給出❌現(xian)場所需(xu)的瞬時(shi)流量及(ji)累計流(liu)量。其🈚介(jie)質可以(yi)爲液體(ti)和氣體(ti)。常用流(liu)💃量計可(ke)以按原(yuan)理分爲(wei)電磁流(liu)量計、超(chao)聲波流(liu)量計、 渦(wo)街流量(liang)計 、 質量(liang)流量計(ji) 、差壓流(liu)量計及(ji)明渠流(liu)量計等(deng)。目前在(zai)市政領(ling)域應用(yong)是電‼️磁(ci)流量計(ji)、超聲波(bo)流量計(ji)及明渠(qu)流量計(ji)。本文簡(jian)要介👄紹(shao)這🐪幾種(zhong)流量計(ji)的原理(li)和使用(yong)，上的注(zhu)意事項(xiang)。
1電磁流(liu)量計
　　電(dian)磁流量(liang)計 以優(you)異的精(jing)度和穩(wen)定性,在(zai)市政環(huan)保領域(yu)使用廣(guang)泛，見圖(tu)🛀🏻1。它具有(you)耐腐蝕(shi)、無阻流(liu)部件、雙(shuang)向測量(liang)與測量(liang)範圍廣(guang)(100:1~1000:1)等特點(dian)。其原理(li)爲法拉(la)第電磁(ci)感應原(yuan)理,計算(suan)公式爲(wei):
 
　　式中:Um爲(wei)測量電(dian)壓産生(sheng)的和流(liu)體流向(xiang)正交的(de)電磁場(chang);B爲☀️測量(liang)電壓的(de)磁通密(mi)度,穿過(guo)流體介(jie)質并正(zheng)交于流(liu)體流向(xiang);V爲介質(zhi)流速;d爲(wei)測量管(guan)道内徑(jing);k爲比例(li)系數或(huo)傳感器(qi)常數
 
　　電(dian)磁流量(liang)計的精(jing)度一般(ban)在0.2%~0.5%,要求(qiu)介質電(dian)導率不(bu)小于💞5μS/cm,其(qi)‼️原理,見(jian)圖2。對于(yu)市政水(shui)處理的(de)的工藝(yi)要求，管(guan)徑範圍(wei)可以從(cong)DN15到DN2200(目前(qian)市場最(zui)大口徑(jing)的電磁(ci)流量計(ji)DN3000,但由于(yu)安裝成(cheng)本和實(shi)際精度(du)等因🔴素(su),本文不(bu)推薦使(shi)用)。
 
2超聲(sheng)波流量(liang)計
　　超聲(sheng)波流量(liang)計分爲(wei)插人式(shi)和外夾(jia)式，可測(ce)量非導(dao)電🙇🏻介質(zhi),最大的(de)測量管(guan)徑可以(yi)達到10m(外(wai)夾式),見(jian)圖3。
 
　　大多(duo)數的超(chao)聲波流(liu)量計的(de)測量基(ji)本原理(li)采用時(shi)差🔴法，其(qi)表達式(shi)如下:
 
　　插(cha)入式超(chao)聲波具(ju)有免維(wei)護、不受(shou)電磁影(ying)響、可帶(dai)壓安裝(zhuang)🐪、無需中(zhong)斷流體(ti)等特點(dian),在市政(zheng)管網應(ying)用中具(ju)有無可(ke)比拟的(de)✏️優勢,見(jian)圖4.
 
3明渠流(liu)量計
　　 明(ming)渠流量(liang)計 是測(ce)量許多(duo)非滿水(shui)、大流量(liang)(或小流(liu)量)的儀(yi)器,在自(zi)然流動(dong)🌐的自由(you)水面狀(zhuang)态下測(ce)量流體(ti)的流量(liang)
　　其原理(li)爲:利用(yong)明渠在(zai)特殊堰(yan)槽中的(de)液位與(yu)流量的(de)線性關(guan)系進行(hang)流量測(ce)量，見圖(tu)5。
 
　　此種方(fang)式的測(ce)量精度(du)與超聲(sheng)波液位(wei)計的精(jing)度有直(zhi)接的關(guan)系，最高(gao)精度可(ke)達到1mm。
4流(liu)量計的(de)安裝與(yu)應用.
4.1流(liu)量計在(zai)市政環(huan)保項目(mu)中的應(ying)用
　　目前(qian)大體分(fen)爲3類典(dian)型應用(yong):污水廠(chang)、淨水廠(chang)及管網(wang)。流量‼️計(ji)的選擇(ze)需要考(kao)慮現場(chang)的工況(kuang)與施工(gong)要求🙇‍♀️,現(xian)分析如(ru)下:新建(jian)淨水廠(chang)🚶、污水廠(chang)及管網(wang)在安裝(zhuang)條件允(yun)許的情(qing)況下,安(an)裝電磁(ci)流量計(ji)是不錯(cuo)的選擇(ze),但在安(an)裝中需(xu)注意一(yi)-些情況(kuang)。由于電(dian)磁流量(liang)計的特(te)性,測量(liang)介💘質需(xu)滿管,如(ru)🌈不滿足(zu)滿管條(tiao)件,請參(can)考圖6的(de)建議。
 
　　前(qian)5後3直管(guan)段必須(xu)具備(尤(you)其大口(kou)徑電磁(ci)流量計(ji)),見圖🐆7.
　　可(ke)以縮徑(jing)(角度α≤8°),但(dan)不允許(xu)擴徑，見(jian)圖8。
 
　　不可測(ce)量含氣(qi)液體，如(ru)液體内(nei)有氣體(ti),需提前(qian)做好排(pai)🌈氣。
　　接線(xian)時需要(yao)注意:不(bu)可錯接(jie)、不可漏(lou)接、不可(ke)有潮氣(qi)進入,并(bing)且😍一定(ding)注意周(zhou)邊的電(dian)磁幹擾(rao)及振動(dong)幹擾。
　　供(gong)水老舊(jiu)管網改(gai)造或DMA(districtmeasuringarea)流(liu)量分區(qu)計量項(xiang)目中,優(you)先選擇(ze)超聲波(bo)㊙️流量計(ji)。城鎮老(lao)舊供水(shui)管網改(gai)造或DMA分(fen)區計量(liang),需要加(jia)入大量(liang)流量計(ji)進行計(ji)量,會遇(yu)到供水(shui)管網施(shi)工難度(du)大、斷流(liu)影響大(da)的問題(ti)。如果此(ci)時選用(yong)電磁流(liu)量計,勢(shi)必需要(yao)破管、停(ting)水、安裝(zhuang)法蘭,而(er)且時間(jian)會比較(jiao)長。這種(zhong)工況如(ru)果采用(yong)🔞可帶壓(ya)安裝的(de)超聲波(bo).流量計(ji),将會最(zui)大限✉️度(du)地避免(mian)上述情(qing)況的發(fa)生。
　　在進(jin)行超聲(sheng)波流量(liang)計安裝(zhuang)的時候(hou),需要注(zhu)意下面(mian)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻幾⛷️點:
(1)需(xu)要專業(ye)的安裝(zhuang)團隊進(jin)行操作(zuo),安裝的(de)專業與(yu)否對插(cha)人式超(chao)聲波流(liu)量計的(de)精度影(ying)響非常(chang)大，見圖(tu)🐆9。

 
(2) 超聲波(bo)流量計(ji) 的安裝(zhuang)需要預(yu)留足夠(gou)的空間(jian)，見圖10。
 
(3)安(an)裝時盡(jin)量避開(kai)雨季(尤(you)其是南(nan)方城市(shi)),避免線(xian)纜、變送(song)🈲器進💁水(shui)
　　圓形非(fei)滿管測(ce)量,可以(yi)選擇可(ke)測量圓(yuan)管的明(ming)渠流量(liang)計🌈,見圖(tu)11和圖12。
 
　　城(cheng)鎮排水(shui)管網中(zhong)的圓形(xing)管道是(shi)排水管(guan)道中數(shu)量最🔞多(duo)🐇的，而且(qie)⛷️大部分(fen)屬于非(fei)滿管。這(zhe)一類管(guan)道的流(liu)量測⭐量(liang)一直是(shi)水行🌈業(ye)中的一(yi)個難點(dian)。由于該(gai)難點的(de)存在,導(dao)緻市場(chang)中出現(xian)了大量(liang)的概♈念(nian)性的非(fei)滿管流(liu)量計，對(dui)于推進(jin)此問題(ti)的⛹🏻‍♀️解決(jue)提供了(le)衆多的(de)可.參考(kao)方案。
　　現(xian)在本文(wen)推薦一(yi)種簡單(dan)易行且(qie)有效的(de)方案:内(nei)置圓管(guan)🈲測量的(de)❌明渠流(liu)量計。
　　此(ci)類明渠(qu)流量計(ji)内置了(le)圓管明(ming)渠的測(ce)量程序(xu)，選擇好(hao)超聲波(bo)液位探(tan)頭的安(an)裝位置(zhi)進行安(an)裝即可(ke),同時在(zai)流量計(ji)設置菜(cai)單中找(zhao)到圓管(guan)測量并(bing)進行相(xiang)應設置(zhi)即可。
　　但(dan)此類明(ming)渠測量(liang)值不可(ke)用于貿(mao)易交接(jie)使用,可(ke)以作爲(wei)參考值(zhi)進行記(ji)錄
5流量(liang)計的技(ji)術發展(zhan)探讨
5.1無(wu)線通信(xin)技術
　　流(liu)量測量(liang)重要且(qie)複雜,近(jin)年來與(yu)網絡技(ji)術的結(jie)合使流(liu)量🚶‍♀️計的(de)應用更(geng)爲簡便(bian),在人機(ji)交互上(shang)更豐富(fu)。如通過(guo)與💁無線(xian)遠傳🚶技(ji)術的結(jie)合,流量(liang)測量突(tu)破了物(wu)理距離(li)的限🔞制(zhi)。工業水(shui)監測的(de)場合.目(mu)前流量(liang)儀表應(ying)用在較(jiao)典型的(de)無線應(ying)用有:藍(lan)牙Bluetooth無線(xian)HART(WirelessHart).GPRS/CDMA.LoRa和NB-IoT等,其(qi)中後者(zhe)是最近(jin)物聯網(wang)技㊙️術進(jin)入到工(gong)業領域(yu)中的❄️應(ying)用。但通(tong)過不同(tong)應用場(chang)合或從(cong)經濟性(xing)和實用(yong)性等需(xu)求考❤️慮(lü).無線和(he)以太局(ju)域網LAN技(ji)♍術組合(he)應用.是(shi)時📐下比(bi)較流行(hang)的通🔱信(xin)組合,有(you)着廣闊(kuo)應用前(qian)景。
　　遠程(cheng)診斷和(he)檢驗爲(wei)廣大用(yong)戶提供(gong)了實時(shi)的精度(du)🏒追蹤和(he)♋遠程維(wei)護的工(gong)具。無線(xian)通信和(he)互聯網(wang)的應🐪用(yong)在市政(zheng)✌️流量🔞測(ce)量應用(yong)中的一(yi)個熱點(dian)應用:即(ji)流.量計(ji)的遠程(cheng)檢驗和(he)校驗技(ji)術與通(tong)信技術(shu)的結合(he)。
　　目前國(guo)内外流(liu)量計的(de)生産廠(chang)商都發(fa)展出在(zai)線流量(liang)檢驗的(de)工具包(bao),簡化了(le)市政用(yong)戶監測(ce)流量儀(yi)表的應(ying)用狀況(kuang)。可以預(yu)見，與無(wu)線遠程(cheng)技術的(de)結合.對(dui)流量精(jing)度跟蹤(zong)到流量(liang)計的使(shi)用狀況(kuang)🈲評估乃(nai)至發⭐展(zhan)到預先(xian)判斷故(gu)障發生(sheng)的時間(jian)和地點(dian)是切實(shi)可行的(de)技術必(bi)然。态勢(shi)感知🏒測(ce)量或故(gu)障預測(ce)等系列(lie)🌈測量領(ling)域的前(qian)沿技術(shu)也必将(jiang)爲流量(liang)計帶來(lai)更廣💚闊(kuo)的應用(yong)前景。但(dan)同時一(yi)些基本(ben)的應用(yong)基礎也(ye)制約着(zhe)這些應(ying)用的發(fa)展,比較(jiao)典型和(he)突出的(de)問題有(you)數據格(ge)式的統(tong)一.或者(zhe)說底層(ceng)🌐測量單(dan)元和監(jian)測單元(yuan)的無縫(feng)鏈接問(wen)題。
5.2網絡(luo)安全
　　互(hu)聯網技(ji)術的融(rong)合賦予(yu)用戶對(dui)流量計(ji)及監控(kong)系統更(geng)🐪多的自(zi)👣主和靈(ling)活性。如(ru)流量計(ji)和相關(guan)檢測單(dan)元的🌂信(xin)息🌈上雲(yun),這可爲(wei)使用者(zhe)突破原(yuan)有層級(ji)限制,信(xin)息的獲(huo)取會更(geng)迅捷和(he)扁平化(hua)。用戶排(pai)除故障(zhang)所🛀花費(fei)的成本(ben)大爲降(jiang)🧑🏽‍🤝‍🧑🏻低,預計(ji)今後流(liu)量計的(de)數量會(hui)⭐越來越(yue)多。但網(wang)絡技術(shu)的🏃‍♂️應用(yong)也不可(ke)避免地(di)會帶來(lai)網路安(an)全等問(wen)題,特别(bie)如前文(wen)談到的(de)區域計(ji)量等流(liu)量數🌍據(ju)其實是(shi)屬于企(qi)業和政(zheng)府敏感(gan)的數據(ju),如💋何保(bao)護信息(xi)安全♻️,是(shi)市政用(yong)戶特别(bie)是💰項目(mu)決策者(zhe)關心的(de)問題。
　　可(ke)以預見(jian),新技術(shu)的相互(hu)結合将(jiang)大幅度(du)促進流(liu)量計的(de)數量增(zeng)加性能(neng)提升和(he)成本降(jiang)低,而更(geng)多的流(liu)量數據(ju)和相關(guan)數據的(de)獲得,爲(wei)流量數(shu)據的充(chong)分挖掘(jue)利用✨提(ti)供可🔞能(neng)。供職的(de)企業爲(wei)許多🚩工(gong)業領域(yu)提👉供過(guo)縱深防(fang)禦和安(an)全隔離(li)的工業(ye)網絡安(an)全的解(jie)決方案(an)。爲市⛹🏻‍♀️政(zheng)工業網(wang)絡安全(quan)系統架(jia)構可以(yi)結合⭕本(ben)行業技(ji)術特點(dian),再借鑒(jian)其它工(gong)業領域(yu)的網絡(luo)安全技(ji)術,迅速(su)建立起(qi)市政工(gong)業數字(zi)化網絡(luo)解決方(fang)案🐇

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