摘要(yao):市政環保行業正(zhèng)處在數字化轉型(xing)升級階段,其目标(biāo)就是業内一直倡(chàng)導的智慧水務,但(dan)數字化概念的提(ti)出在🤟操作層面顯(xiǎn)得更爲明确。流量(liàng)計 作爲數字化建(jiàn)設底層信息采集(ji)單元,它的選用和(he)應㊙️用十分🧑🏾‍🤝‍🧑🏼重🚶要。本(ben)文對市政環保行(háng)業流量計的技術(shù)特點進🔞行分析探(tan)讨,明确不同工況(kuang)中流量計選用的(de)适合性,以達到市(shì)政環保項目數據(jù)可靠、運行穩定及(ji)施💔工方便的效果(guǒ)。另外,在流量計融(rong)合數字化通信技(jì)術📐方面,結合國🐅内(nèi)外工業互聯網物(wu)聯網☁️的應用發展(zhǎn)🐆對流量計技術今(jin)後的發展趨勢👄提(ti)出💰展望。
　　在市政環(huan)保項目中,流量計(ji)是應用廣泛的儀(yí)表之一。流量⛷️是指(zhi)單位時間内流經(jīng)封閉管道或明渠(qu)有效截面的流體(ti)量，流㊙️量計可以根(gen)據工況需要給出(chū)現場所需的瞬時(shi)流量及累計流量(liang)。其介質可以爲液(ye)體和氣體。常用流(liu)量計可以按原理(li)分爲電磁流量計(jì)、超聲波流量計、 渦(wo)街流量計 、 質量流(liu)量計 、差壓流量計(ji)及明渠流量計等(děng)。目前在市政領域(yu)應用是電磁♌流量(liang)計、超聲波流量計(ji)及明渠流量計。本(běn)文簡要介紹這幾(ji)種流量計的原理(lǐ)和使用，上的注❤️意(yi)事項。
1電磁流量計(ji)
　　電磁流量計 以優(you)異的精度和穩定(dìng)性,在市政環保領(ling)域使用廣泛，見圖(tú)1。它💯具有耐腐蝕、無(wú)阻流部件、雙向測(cè)量與測量範圍廣(guǎng)(100:1~1000:1)等特點。其原理爲(wei)法拉第電磁感應(yīng)原理,計算公式爲(wei):
 
　　式中:Um爲測量電壓(yā)産生的和流體流(liu)向正交的電磁場(chang)☎️;B爲😄測👨‍❤️‍👨量㊙️電壓的磁(ci)通密度,穿過流體(tǐ)介質并正交于流(liú)體流向;V爲介質流(liú)速;d爲測量管道内(nèi)徑;k爲比例系數或(huo)傳感器常數
 
　　電磁(cí)流量計的精度一(yi)般在0.2%~0.5%,要求介質電(dian)導率不小于5μS/cm,其♍原(yuán)理⭐,見圖2。對于市政(zheng)水處理的的工藝(yi)要求，管徑範圍可(kě)以從DN15到DN2200(目前市場(chang)最大口徑的電磁(cí)流量計DN3000,但由于安(an)裝成本和實際精(jing)度等因素,本文不(bú)推💰薦使用)。
 
2超聲波流量(liàng)計
　　超聲波流量計(jì)分爲插人式和外(wài)夾式，可測量非導(dao)電🌏介質,最大的測(cè)量管徑可以達到(dao)10m(外夾式),見圖3。
 
　　大多(duō)數的超聲波流量(liang)計的測量基本原(yuan)理采用時差法🔞，其(qi)表⛹🏻‍♀️達式如下:
 
　　插入(ru)式超聲波具有免(mian)維護、不受電磁影(yǐng)響、可帶壓安裝、無(wu)需中斷流體等特(tè)點,在市政管網應(yīng)用中具有無可比(bi)拟的優勢,見圖4.
 
3明(ming)渠流量計
　　 明渠流(liú)量計 是測量許多(duo)非滿水、大流量(或(huo)小流量)的儀器,在(zai)自然流動🥰的🌈自由(yóu)水面狀态下測量(liàng)流體的流量
　　其原(yuán)理爲:利用明渠在(zài)特殊堰槽中的液(ye)位與流量💰的線性(xing)關🚩系進行流量測(cè)量，見圖5。
 
　　此種方式(shì)的測量精度與超(chao)聲波液位計的精(jīng)度有直接的關❌系(xi)，最高精度可達到(dao)1mm。
4流量計的安裝與(yu)應用.
4.1流量計在市(shi)政環保項目中的(de)應用
　　目前大體分(fèn)爲3類典型應用:污(wū)水廠、淨水廠及管(guǎn)網。流量計的選擇(ze)需要考慮現場的(de)工況與施工要求(qiu),現分析如下:新✍️建(jiàn)淨水廠🥵、污水廠及(jí)管網在安裝條件(jian)允許的情況下,安(an)裝電磁流量計是(shi)不錯的選擇,但在(zai)安裝中需注意一(yī)-些情況。由于電磁(cí)📱流量計的特性,測(cè)量介質需滿管,如(ru)不滿足滿管條件(jiàn),請參考圖6的建議(yì)。
 
　　前5後3直管段必須(xu)具備(尤其大口徑(jìng)電磁流量計),見圖(tu)7.
　　可以縮徑(角度α≤8°),但(dan)不允許擴徑，見圖(tú)8。
 
　　不可測(ce)量含氣液體，如液(yè)體内有氣體,需提(tí)前做好排氣。
　　接線(xian)時需要注意:不可(ke)錯接、不可漏接、不(bu)可有潮氣進入,并(bing)且一定注意周邊(bian)的電磁幹擾及振(zhèn)動幹擾。
　　供水老舊(jiù)管網改造或DMA(districtmeasuringarea)流量(liang)分區計量項目中(zhong),優先選擇🐉超聲波(bo)㊙️流量計。城鎮老舊(jiu)供水管網改造或(huo)DMA分區計量,需要加(jiā)入大量流量計進(jìn)行計量,會遇到供(gong)水管網施工難度(du)大、斷流影響大的(de)問題。如果此時選(xuǎn)用電磁流量計,勢(shì)必需要破管、停水(shuǐ)、安📱裝法蘭,而❌且時(shí)間會比較長。這種(zhǒng)工況如果采用可(ke)帶壓安裝🧡的超聲(shēng)波.流💔量計,将會最(zui)大限度地避免上(shàng)述🧑🏾‍🤝‍🧑🏼情況🙇🏻的發生。
　　在(zài)進行超聲波流量(liàng)計安裝的時候,需(xu)要注意下面💞幾點(diǎn):
(1)需要專業的安裝(zhuāng)團隊進行操作,安(an)裝的專業與否對(dui)插人式超聲波流(liu)量計的精度影響(xiang)非常大，見圖9。

 
(2) 超聲(shēng)波流量計 的安裝(zhuang)需要預留足夠的(de)空間，見圖10。
 
(3)安裝時(shi)盡量避開雨季(尤(yóu)其是南方城市),避(bi)免線纜、變送🍉器進(jìn)水
　　圓形非滿管測(cè)量,可以選擇可測(ce)量圓管的明渠流(liú)量計,見👅圖11和圖12。
 
　　城(chéng)鎮排水管網中的(de)圓形管道是排水(shui)管道中數量最多(duo)的👉，而⭐且大部分屬(shǔ)于非滿管。這一類(lei)管道的流量測量(liang)一☎️直是💯水行業中(zhong)的一個難點。由于(yú)該難點的存在,導(dao)緻市場中出現了(le)大量的概㊙️念性的(de)非滿管流量計，對(dui)于推進📧此問題的(de)📧解決提供了衆多(duo)的可.參考方案。
　　現(xiàn)在本文推薦一種(zhong)簡單易行且有效(xiao)的方案:内置圓管(guan)♻️測量的明渠流量(liang)計。
　　此類明渠流量(liàng)計内置了圓管明(míng)渠的測量程序，選(xuan)擇好超聲波液位(wèi)探頭的安裝位置(zhi)進行安裝即可,同(tóng)時在流量計設置(zhi)菜單中找到圓管(guǎn)測量并進行相應(yīng)設置即可。
　　但此類(lèi)明渠測量值不可(kě)用于貿易交接使(shi)用,可以作❄️爲參🈲考(kǎo)值進行記錄
5流量(liàng)計的技術發展探(tan)讨
5.1無線通信技術(shù)
　　流量測量重要且(qiě)複雜,近年來與網(wǎng)絡技術的結合使(shǐ)流量計的應用更(gèng)爲簡便,在人機交(jiao)互上更豐富。如通(tong)過與無線遠傳技(jì)術的結合,流量測(ce)量突破了物理距(ju)離的限制。工業水(shui)監測的場合.目前(qián)流量儀表應用在(zài)💋較典型的無線應(ying)用😄有:藍牙Bluetooth無線HART(WirelessHart).GPRS/CDMA.LoRa和(he)NB-IoT等,其👉中後者是最(zui)近物聯網技術進(jìn)入到工業領域中(zhong)的應用。但通過不(bú)同應用場合或從(cong)經濟性和實用性(xìng)⛱️等需求考慮.無線(xiàn)和以太🈚局域網LAN技(jì)✊術組合應用.是時(shí)下比較流行的通(tong)❄️信組合,有着廣闊(kuo)應用前景。
　　遠程診(zhen)斷和檢驗爲廣大(da)用戶提供了實時(shí)的精度追蹤和遠(yuan)程維護的工具。無(wú)線通信和互聯網(wǎng)的應用在市政🔞流(liu)量測量應用中的(de)一個熱點應用:即(jí)流.量計的遠程檢(jian)驗和校✍️驗技術與(yu)通信技術的結合(he)。
　　目前國内外流量(liang)計的生産廠商都(dou)發展出在線流量(liang)檢驗✏️的工具包,簡(jian)化了市政用戶監(jiān)測流量儀表的應(yīng)用狀♍況。可🔞以預見(jiàn)，與無線遠程技術(shù)的結合.對流量精(jing)度跟蹤到流量💔計(ji)的使用狀況評估(gū)乃至發🌈展到預先(xiān)判斷故障發生的(de)時🔴間和地點是切(qie)實可行的技術必(bì)然。态勢感知測量(liang)或故障預測等系(xi)列⚽測量領域的🏃‍♀️前(qian)📧沿技術也必将💞爲(wei)流量計帶來更廣(guang)闊的應用前景。但(dan)同時一🈲些基本的(de)應用基礎也制約(yue)🔱着這些應用的發(fa)❓展,比較典型和突(tu)出的問題有數據(jù)格式的統一.或者(zhe)說底層測量單元(yuan)和監測單元的無(wu)縫鏈接問題。
5.2網絡(luo)安全
　　互聯網技術(shù)的融合賦予用戶(hu)對流量計及監控(kong)系統更多的自主(zhu)和靈活性。如流量(liang)計和相關檢測單(dān)元的信息上雲,這(zhè)可💞爲使用者突破(po)原有層級限制,信(xin)息的獲取會更迅(xùn)捷和扁平化。用戶(hù)排除故障所花費(fèi)的成本大爲降低(dī),預計今後流量計(jì)的數量會越來越(yue)多。但網絡技術的(de)📧應用也不可避免(mian)地會帶來網路安(an)全等問題,特别如(rú)前文談到的區域(yu)計量等流量數據(jù)其實是屬于企業(yè)和政府敏感的數(shu)據,如何保護信息(xi)安全,是市政用戶(hù)特别是項目決策(ce)者關心的問題。
　　可(ke)以預見,新技術的(de)相互結合将大幅(fú)度促進流量計的(de)❗數量增🧡加性能提(ti)升和成本降低,而(er)更多的流量數據(jù)和相關😘數據的獲(huo)得,爲流量數據的(de)充分挖掘利用㊙️提(ti)供可能。供職☁️的企(qǐ)業爲許多工業領(ling)域提供過縱深防(fang)禦和安全隔離的(de)工業網絡安全的(de)解決方案。爲市政(zheng)工業網絡安全系(xì)統架構可以結合(hé)🈲本行業技術⭐特⭕點(diǎn),再借鑒其它工業(yè)領域的網絡安全(quan)技術,迅速建立起(qi)市政工業數字化(hua)網絡解決方案☎️

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