非滿管電磁流量計在工業(yè)污水測量中的技術(shù)現(xiàn)狀及前景

產(chǎn)品應(yīng)用概述：
工業(yè)排水的流體流動都是自然流動，流量大，非滿管并且具有自由水面，精確地進(jìn)行測量有一定的難度。以前多采用傳統(tǒng)槽式流量計，不僅精度較低，而且?guī)磔^大的水流損失，同時對上游渠道的坡度及下游水深也均有一定的要求，當(dāng)不能滿足條件時測量精度會降低，有時甚至無法進(jìn)行測量。如果用電磁流量計來測量污水，則需要建造額外的閘板和堰板以保證滿管，這些附加的安裝費用經(jīng)常會超出流量計本身的費用，大口徑管道時更是如此，而且還增加了管道堵塞的可能性。隨著測量技術(shù)的不斷發(fā)展，目前電磁和超聲波技術(shù)都能對非滿管流體流量進(jìn)行測量。

普通的電磁流量計一直用于滿管測量［1］，當(dāng)測量管中液體未被充滿時，普通的電磁流量計會出現(xiàn)兩種情況：1）當(dāng)測量管內(nèi)的液體超過電極水平面時，流量計所顯示的是實際液體的體積流量加上空氣所占據(jù)的那部分體積之和，造成流量誤差。2）當(dāng)測量管內(nèi)的液體低于電極水平面時，輸出就不穩(wěn)定或波動，流量計不能測出電動勢，根本無法計量。

非滿管電磁流量計是專為非滿管狀態(tài)下的流量測量而設(shè)計的，它與普通電磁流量計的不同之處在于它不僅測量流體的流速，還測量流體在測量管中的高度而求得流通面積A，兩者相乘獲得流量。
非滿管電磁流量計由兩部分組成，一是安裝在管道上的流量傳感器，二是微處理器控制的信號轉(zhuǎn)換器。
流量傳感器是直接安裝在管道上的同口徑圓形暗渠，測量流速的原理與傳統(tǒng)電磁流量計的基本相同。因傳感器具備測量儀表內(nèi)液位的功能，它的電極、磁路和測量電路則與普通電磁流量計有較大差別。不同公司的產(chǎn)品有其各自測量液位的方式。

非滿管電磁流量計測量安裝及運行：

具有電容式液位測量系統(tǒng)的電磁流量計，它測量流速的一對電極不是安裝在測量管的中心線處，而是安裝在離測量管底部0.1D高度，這樣當(dāng)液位不低于0.1D時都可測出流速，而且又避免了測量管中沉淀物給測量帶來的影響。在測量管的襯里背面安裝有一塊檢測極和4塊發(fā)射極，被襯里層完全覆蓋，與管內(nèi)液體充分絕緣。將高頻電壓引入發(fā)射極，然后測出檢測極中的感應(yīng)電流。電極之間的電容C與流體的高度H成一定的比例關(guān)系，通過測量兩塊金屬電極之間的電容便可得知液位高度。當(dāng)測量管內(nèi)液位高度確定后，便可計算出非滿管流量。之所以將發(fā)射極分為數(shù)片，是為了提高測量精確度。測量管底部的發(fā)射極始終處在液面之下，可以作為基準(zhǔn)來修正不同液體的不同電導(dǎo)率引起的偏移量。當(dāng)管內(nèi)液體流速大于1m/s時，其測量準(zhǔn)確度一般可達(dá)±1%FS。一般地，測量精度與介質(zhì)流動性和介質(zhì)的其他性質(zhì)如壓力、溫度、黏度、密度、一致性、電導(dǎo)率和電極的污染等無關(guān)。


非滿管電磁流量計的安裝與普通型電磁流量計的安裝要求基本相同。
（1）安裝地點和位置按需要確定，但電極軸必須水平。
（2）電磁流量計必須有良好的接地，以減少干擾信號引入。接地有兩方面的要求，一是傳感器與轉(zhuǎn)換器的接地線必須與被測介質(zhì)導(dǎo)通，二是要以大地為零電位。
（3）為避免干擾信號，傳感器與轉(zhuǎn)換器之間的信號線必須采用專用屏蔽導(dǎo)線，并單獨穿在接地鋼管內(nèi)，不能把信號電纜和電源電纜安放在同一鋼管中。
（4）當(dāng)流量計安裝在地下時，需要設(shè)置儀表井。
（5）介質(zhì)流動不穩(wěn)定對測量值并無影響，所以安裝流量計時對前后直管段并無特別要求。
非滿管電磁流量計的維護(hù)工作量很小，但是在運行一段時間以后，污水常會在傳感器內(nèi)壁積聚附著層，應(yīng)及時予以清除，否則附著層電導(dǎo)率與流體電導(dǎo)率不一致時，會導(dǎo)致電極回路斷路或短路，儀表不能正常工作。因此對于工業(yè)污水的測量，在流量計選型時最好能保證流體流速在3～4m/s以上，這樣可以在一定程度上起到自清掃管道、防止附著層沉積的作用。

非滿管電磁流量計應(yīng)用前景

非滿管電磁流量計作為一種新型流量儀表，具有無法替代的優(yōu)勢。從外觀上看，非滿管電磁流量計與普通電磁流量計并沒有什么不同，同樣具有不受流體參數(shù)影響、無可動部件、無阻流件、壓損極小、無測量滯后現(xiàn)象、線性輸出和范圍度寬等優(yōu)點。

非滿管電磁流量計的測量通道是段光滑直管，不會有阻塞現(xiàn)象，因此特別適用于測量含固體顆粒的液固二相流體，如紙漿、泥漿、污水等。安裝非滿管電磁流量計，其上游不會抬高水位，因此也不會帶來水頭損失。

非滿管流量計的部件只有一對電極，不存在停工檢修的問題，流量管的IrathaneR襯里耐磨損，抗腐蝕性能好。

非滿管電磁流量計可測的管道內(nèi)液位為截面的10%～100%，其在非滿管和滿管流量的情況下均能保持良好的測量精度，這是電磁流量計研發(fā)的突破。

在非滿管測量中，測量管內(nèi)液位通常會出現(xiàn)波動，這些波動，特別是當(dāng)其處在電極的水平面上時，能導(dǎo)致傳感器輸出信號的波動。液位測量系統(tǒng)中包含的模糊邏輯和特別濾波電路很好地解決了這個問題，這就保證了流量計在介質(zhì)流動不穩(wěn)定或流量分布改變的情況下仍具有穩(wěn)定的測量值顯示。

由此可見，隨著環(huán)境治理力度的不斷加大，非滿管流量計在污水測量中的應(yīng)用前景十分廣闊。但非滿管電磁流量計也存在著一些目前尚未完全解決的問題：

（1）非滿管電磁流量計目前只能用于圓形管的流量測量。
（2）污水治理單位收取的污水處理費常數(shù)倍甚至十余倍潔凈生活和工業(yè)用水的價格，非滿管電磁流量計測量精度雖然與傳統(tǒng)槽式流量計相比大有提高，但如果作為貿(mào)易結(jié)算，儀表精度仍有待進(jìn)一步提高。
（3）由于國內(nèi)尚無非滿管電磁流量計生產(chǎn)，國外廠商及其代理要價甚高，為傳統(tǒng)儀表的2～3倍以上，這給非滿管電磁流量計的普及帶來了一定的難度。