摘(zhāi)要：針對大口(kǒu)徑流量計 的(de)現場量值溯(sù)源，結合實例(li)，設計了一套(tào)指導換能器(qì)🔴現場安🈲裝的(de)輔尺，較好地(dì)解決了直徑(jìng)測量不準♉、換(huan)能器定位問(wen)題;提出了針(zhen)對檢測井、流(liú)量計上遊處(chu)理、管道安裝(zhuang)等三個方面(miàn)的設計建🔱議(yì)，可爲污水處(chu)理工藝設計(jì)和大口徑流(liú)量🏃🏻‍♂️計量值溯(su)源提供有益(yi)的指導與幫(bang)助。
0引言
　　大口(kou)徑流量計在(zai)水資源計量(liang)場合應用非(fēi)常多， 電磁流(liu)量計 因其無(wú)壓力損失且(qie)不受管道内(nèi)流體密度、溫(wen)度等因素的(de)影🐉響🤟，成爲污(wu)水處理企業(yè)的首選”。用于(yu)污水計量⭕的(de)電磁流量計(jì)口徑多爲1000mm以(yi)上口，貿易結(jié)算量和涉及(jí)金額巨大田(tián)由于大口徑(jing)流量計安裝(zhuang)後一般無備(bei)用管路“,無法(fǎ)拆卸送檢⭕，多(duo)數情況🐅下隻(zhī)能采🔴用外夾(jiá)式超聲流量(liàng)計進👄行現場(chǎng)校準。
　　在校準(zhun)過程中，難免(mian)會遇到現場(chǎng)檢測條件不(bu)足的情況，包(bāo)括檢測井空(kong)間或前後直(zhí)管段不足，換(huan)能器定位不(bu)準，流量計不(bu)滿管和介質(zhi)氣泡多等問(wèn)題。本文将針(zhēn)對.上述問題(ti)進行研究并(bing)提出設計建(jiàn)議。
1現場校準(zhǔn)方法
1.1 外夾式(shì)超聲流量計(jì) 工作原理
　　超(chāo)聲波流量計(ji) 以測量聲波(bō)在流動介質(zhi)中傳播的時(shí)間與流速的(de)關系爲原理(li)。如圖1所示，A和(he)B爲換能器,L爲(wèi)聲道長度,D爲(wei)管道外徑,h爲(wèi)管壁厚❤️度.`?爲(wei)超聲流量計(jì)測得的管道(dào)平均流速。通(tōng)過🔞D與h可得到(dào)管道過流面(miàn)積s,其計算公(gōng)式如式(1)，體積(jī)流量qv如式(2)


1.2标準器
　　用(yòng)作标準器的(de)外夾式超聲(sheng)流量計精度(dù)等級較高,多(duo)爲0.5級，一般需(xu)送至權威檢(jian)定機構在實(shí)驗室條件下(xia)進行标定。
2換(huàn)能器定位方(fāng)法的研究
　　換(huàn)能器安裝位(wei)置的正确與(yǔ)否直接關系(xi)到測量結果(guǒ)🌈,難點有兩個(gè):一是兩個換(huan)能器之間的(de)連線應與管(guan)道中心軸線(xiàn)平行;二是确(què)定平均管徑(jìng)位置。如圖2所(suǒ)示,管道口徑(jing)爲DN1800.以2聲程V法(fǎ)測量爲例👄。AB爲(wei)超聲流量計(ji)給出的兩個(gè)換能器之間(jian)的安裝距離(lí)✌️(1325mm)。在實際安✌️裝(zhuāng)過程中，如🔆果(guǒ)沒有其它的(de)輔助手段，難(nán)以做到AB連⛱️線(xiàn)與管道中😍心(xīn)㊙️軸線平行。假(jiǎ)若偏離角α爲(wei)1°,右側㊙️換能器(qì)的偏離距離(lí)近似等于🌐弧(hu)長B′B,B′B=11.5mm。若管道口(kǒu)徑爲DN2000，以表1中(zhong)最長換能器(qì)安裝間距計(ji)算，AB=2984mm,則B′B=26mm,對測量(liàng)‼️結果将帶來(lai)不可忽略的(de)影響。

　　由于待(dài)測管徑巨大(da)，管道截面爲(wèi)非标準圓形(xing)。以DN1800管道爲⛷️例(lì)，不同位置的(de)外徑最大可(kě)差35mm,極限情況(kuàng)下,若🌈傳感器(qi)安裝位置的(de)直徑與平均(jun)直徑的差值(zhí)恰好✨爲外徑(jing)最大差即35mm,僅(jin)截面面積一(yī)項帶來的誤(wu)差就達3.8%。，傳統(tong)的圍尺測量(liang)直徑的方法(fǎ)獲得的是平(ping)均管徑，但無(wú)法指導檢測(cè)人員将換能(néng)器安⚽裝在平(píng)均管徑位置(zhi);即使在換能(neng)器之間增加(jiā)滑軌，也隻能(neng)🐕保證換能器(qì)安裝間距準(zhun)确，不能保證(zhèng)換能器連線(xiàn)的投影與軸(zhou)線平行。因此(cǐ),本文設計了(le)一套便于攜(xié)帶、易于現場(chǎng)組🥵裝的輔助(zhu)設‼️備即輔尺(chǐ),用于定位、安(an)🏒裝換㊙️能器，基(ji)本結構如圖(tú)3、圖4所示。輔尺(chǐ)測量管徑範(fan)圍:800~2200mm,其主尺測(cè).量不确定度(dù)U=0.5mm(k=2)。能夠測量管(guan)道截面任意(yì)位置⭐的外✔️徑(jìng),保證換能器(qì)連線平行于(yú)管道軸心，較(jiào)好地解決換(huàn)能器安裝位(wèi)置不精準帶(dài)來的問題,盡(jin)可能地降低(dī)測量過程中(zhōng)的人爲影響(xiǎng),實用性強。


3排(pái)水設施的設(she)計
3.1檢測井的(de)設計
　　一般情(qíng)況下,污水排(pái)放管道及用(yong)于計量的大(dà)口徑流量💃🏻計(ji)❌均置于地下(xia)。現場校準需(xū)有檢測井才(cái)能正常進☎️行(háng)。由于外夾式(shi)超聲流量計(jì)不能獲得流(liú)體剖面的信(xin)息，并受🛀流速(sù)不對稱和流(liu)态變化影響(xiang)，易産生測量(liang)誤♻️差121。爲盡量(liàng)減小流體擾(rao)動帶來的影(yǐng)響，現場測量(liàng)時應選取較(jiào)長的前後直(zhí)管段進行檢(jiǎn)測，因此，檢測(cè)井的位置選(xuǎn)取十分重要(yao)，一般靠近流(liu)量計的.上遊(yóu)位置.直管段(duan)盡量保證至(zhì)少前10D後5D(D爲管(guan)道公稱通徑(jìng)),若上遊存在(zài)泵或彎頭、閥(fá)門時,應盡可(ke)能地延長直(zhi)管段的距離(lí)13,控制在20D以，上(shang)。
　　通常井底離(lí)管底不少于(yú)0.2m,兩側井壁距(ju)管壁不少于(yú)1m。對于檢🏃‍♀️測井(jing)的長度，當管(guan)徑範圍爲DN1000~DN2000時(shi)，以FLEXIM601超聲流量(liàng)計爲例，配⁉️套(tào)CDK型換能器，分(fèn)㊙️别采用V法和(he)Z法以及不同(tong)的聲程測量(liàng)時,換能器的(de)安裝間距如(ru)✏️表1所示，其範(fàn)🐪圍對應管道(dao)内徑約🥰爲0.27D~1.5D.考(kao)慮現場檢測(cè)的人員活動(dòng)空間，因此檢(jiǎn)測井長度以(yi)🌈2D爲宜。
3.2流量計(jì).上遊處理設(shè)計
　　在排水管(guan)道中由于管(guan)道落差較大(dà)，按正常管道(dào)坡度無❗法滿(man)足設計要求(qiu)時，會采取建(jiàn)設跌水井來(lai)滿足設計方(fāng)案,同時還起(qi)到穩流和排(pai)氣的作用。但(dan)若設計考慮(lǜ)不周，水流經(jīng)過跌水♊井後(hou).上遊帶來的(de)大量氣泡依(yī)✉️然會存在甚(shen)至增加，導緻(zhì)流量計無法(fǎ)正常工作。以(yi)長沙嶽麓某(mǒu)污水處理廠(chǎng)爲例，如圖5所(suǒ)示，該跌水井(jǐng)尺寸㊙️爲4m×3m×5m,流量(liang)計爲DN1800電磁流(liu)量計。.上遊🌈水(shui)源含有大量(liàng)⛷️氣泡,流速約(yue)1.2m/s,水流方向如(ru)箭頭所示，從(cóng)入口處直沖(chong)下遊管道入(ru)口,夾帶大量(liang)新産生的氣(qì)泡進入測量(liàng)管道,導緻電(dian)磁流量計數(shu)據極不穩定(dìng)，外夾式超聲(sheng)流量計無論(lùn)采用V法還是(shi)Z法,均無法獲(huo)取測量信号(hào)，無法進行校(xiao)準🌈工🥰作。

　　檢測(ce)人員建議污(wu)水處理廠對(dui)跌水井進行(háng)改造，如圖6所(suǒ)示，在井中部(bu)增加一道鋼(gāng)制擋水闆，厚(hòu)度爲5mm,鋼闆采(cǎi)📐用Q235C鋼🌂材,槽鋼(gang)采用熱軋普(pu)通槽鋼(型号(hào)6.3),井壁預埋件(jiàn)施📧工采用🔞植(zhi)筋處理,鋼筋(jīn)采用HRB400。擋闆底(di)部在下遊入(ru)口中心線位(wèi)置，擋闆距離(lí)右壁約1.5m。改造(zào)後，上遊水流(liú)沖擊在擋闆(pan)處，起到了良(liang)好的排氣和(hé)穩流作用。再(zài)次測量時,超(chāo)聲流量計信(xìn)号正常，被測(ce)電磁流😄量計(ji)示值穩定,較(jiào)好地解📧決了(le)現場污水的(de)計量和流㊙️量(liàng)計的量值溯(sù)源問題。



3.3管道(dao)設計
　　爲保證(zhèng)大口徑流量(liàng)計正常計量(liang)，其前後直管(guǎn)段、介質滿🔞管(guǎn)、不能存氣等(děng)要求是需要(yào)滿足的。但現(xiàn)場安⭕裝條‼️件(jiàn)各不相👨‍❤️‍👨同，針(zhen)對不同情況(kuàng)，從正确計量(liàng)的角✉️度出發(fa),本文提出了(le)兩種管道鋪(pù)設及👌流量計(jì)安裝的建議(yi),分🔴别如圖7和(he)✍️圖8所示。管道(dào)直徑爲D,跌水(shui)井長🐕度爲L，配(pèi)置擋水牆，擋(dang)水牆底部距(ju)井底約0.5D,牆體(ti)距離🌍右壁約(yuē)0.4L,;排污排氣井(jing)爲正方形,尺(chǐ)寸爲1.5D×1.5D.即圖示(shì)L2=1.5D.内置擋水牆(qiáng),擋🌈水牆頂與(yǔ).上遊⛹🏻‍♀️管頂平(ping)齊👨‍❤️‍👨，牆體距離(lí)右壁約0.4L2。
　　圖7爲(wèi)場地空間較(jiào)充裕時，流量(liàng)計所在的管(guǎn)道較長🔴,管道(dao)的水平夾角(jiǎo)較小，約爲5°。圖(tú)8則爲場地空(kong)間較小時的(de)類U型💘設計，流(liu)量計在🌈底部(bu)，所在管道的(de)水平夾角約(yue)8°~10°,出口夾角爲(wei)120°~135°。
4總結
1)本文設(shè)計的用于換(huàn)能器安裝的(de)輔尺，結構簡(jian)單,便于🔴攜帶(dài)，能幫助檢測(ce)人員提升管(guǎn)徑測量和換(huàn)能器定位⁉️水(shuǐ)平，提高了測(cè)量工作效率(lü)，并通過現場(chǎng)實驗驗證了(le)該方法✉️良好(hǎo)的使用效果(guo)。該工裝的主(zhu)尺爲全鋼材(cai)質，重量較大(da),可進一步研(yan)究精簡結構(gòu)和重量的方(fāng)法。
2)大口徑流(liu)量計的正常(cháng)工作和現場(chǎng)量值溯源會(hui)受到安裝😄位(wèi)置💋和上、下遊(yóu)工況條件的(de)影響.這些問(wèn)題需要在設(shè)💰計階✔️段就進(jìn)行考慮并解(jie)決,一旦施工(gōng)完成再改進(jin)則成本巨大(da)❄️且不一❤️定能(néng)達到預期的(de)效果。本文針(zhēn)對檢測井、流(liú)量計上遊處(chu)理、管道安裝(zhuāng)等三個方面(mian)提出的設計(jì)建議，可爲污(wu)水處理及水(shuǐ)資源計量提(ti)供一定的參(cān)考。

以上内容(róng)源于網絡，如(rú)有侵權聯系(xì)即删除!