摘要：本文介紹了管道式電磁流量計(jì)在重金屬廢水自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)中的應(yīng)用，分析了管道式電磁流量計(jì)與超聲波流量計(jì)的誤差來源，并對管道式電磁流量計(jì)應(yīng)用于自動(dòng)監(jiān)控行業(yè)進(jìn)行可行性分析。

1、引言

“十一五”以來，根據(jù)主要污染物總量減排監(jiān)測的要求，廢水重點(diǎn)排污企業(yè)均安裝了廢水流量自動(dòng)監(jiān)測裝置，其中*常用的為超聲波明渠污水流量計(jì)(以下簡稱“超聲波流量計(jì)”)和管道式電磁流量計(jì)(以下簡稱“電磁流量計(jì)”)。超聲波流量計(jì)有著超強(qiáng)的測量液位的能力，但同時(shí)也存在使用過程中安裝高度與位置不規(guī)范、測量環(huán)境不合適等問題。而電磁流量計(jì)是通過2個(gè)不同磁場相交產(chǎn)生一個(gè)應(yīng)變脈沖信號來準(zhǔn)確地測量位置，具有精度高、線性好、運(yùn)行穩(wěn)定的特點(diǎn)，在給排水、污水處理、引水工程等項(xiàng)目中得到廣泛的應(yīng)用。本次實(shí)驗(yàn)選取了具有代表性的采用上述2種原理的流量計(jì)進(jìn)行現(xiàn)場比對，并與經(jīng)典的手工卷尺測量方法進(jìn)行比較，分析2種方法在實(shí)際監(jiān)測中的誤差情況。

2、實(shí)驗(yàn)方法

2.1 實(shí)驗(yàn)時(shí)間及地點(diǎn)

本試驗(yàn)于2013年1月8日11：43：20～2013年1月9日17：17：51和2013年1月11日12：31：19～2013年1月13日14：08：14兩個(gè)時(shí)段內(nèi)采用手工、電磁流量計(jì)和超聲波流量計(jì)3種方法測量理研汽車配件(武漢)有限公司明渠堰槽排放的六價(jià)鉻廢水。

2.2 設(shè)備選型

本次實(shí)驗(yàn)所用設(shè)備如表1。

2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3種測量方法試驗(yàn)結(jié)果見圖1、圖2。以手工實(shí)測液位高度為基準(zhǔn)，DR－831A明渠流量計(jì)與TKL－1型超聲波明渠流量計(jì)測量誤差見圖3、圖4。

從圖1可以看出，手工測量數(shù)據(jù)*大、DR－831A測量數(shù)據(jù)其次、TKLⅠ測量值*低。

從圖2可以看出，手工、DR－831A和TKL－Ⅰ3種測量方式在1月11日的測量結(jié)果同1月9日具有相似性，都表現(xiàn)出手工比對測量值*大、TKL－Ⅰ測量值*小。

見圖3，以手工實(shí)測液位高度為基準(zhǔn)，2種流量計(jì)的誤差均在±5%的范圍內(nèi)。除在1月9日14：40和14：45兩個(gè)時(shí)間點(diǎn)測量值表現(xiàn)出DR－831A測量誤差高于TKL－Ⅰ外，其他時(shí)段都明顯表現(xiàn)出DR－831A測量誤差小于TKL－Ⅰ。

由圖4可知，以手工實(shí)測液位高度為基準(zhǔn)，2種流量計(jì)的誤差均在±5%的范圍內(nèi)。1月11日12：30～14：55期間，DR－831A和TKL－Ⅰ測量誤差比較接近。其他時(shí)段，2者呈現(xiàn)出前者測量誤差要小于后者測量誤差。

綜合分析2種流量計(jì)產(chǎn)生差異的原因: 2種流量計(jì)使用的測量裝置不同，前者使用磁致伸縮液位傳感器進(jìn)行液位測量，該裝置測量精度要相對較高，而且響應(yīng)時(shí)間較短；后者使用超聲波探頭進(jìn)行液位測量，該裝置測量時(shí)響應(yīng)時(shí)間相對較長，不能及時(shí)反映液位變化。

3、可行性分析

3.1 政策法規(guī)

3.1.1《HJ/T 353－2007水污染源在線監(jiān)測系統(tǒng)安裝技術(shù)規(guī)范》中規(guī)定可使用電磁流量計(jì)，引用技術(shù)規(guī)范《JB/T9248電磁流量計(jì)》，其中提到：流量計(jì)是指用于測定污水排放流時(shí)的儀器，一般宜采用超聲波明渠污水流量計(jì)或管道式電磁流量計(jì)。使用其他測量方式的流量計(jì)，其各項(xiàng)性能指標(biāo)也應(yīng)滿足本標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)要求。

3.1.2《HJ/T 354水污染源在線監(jiān)測系統(tǒng)驗(yàn)收技術(shù)規(guī)范(試行)》中提到電磁流量計(jì)驗(yàn)收的規(guī)范性引用文件為《JB/T 9248電磁流量計(jì)》。

3.1.3 《HJ/T 367－2007環(huán)境保護(hù)產(chǎn)品技術(shù)要求電磁管道流量計(jì)》規(guī)定了電磁管道流量計(jì)的技術(shù)要求、試驗(yàn)方法和檢驗(yàn)規(guī)則。

以上3個(gè)技術(shù)規(guī)范中可確定，超聲波明渠流量計(jì)和管道式電磁流量計(jì)均可用于水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)。

3.2安裝條件

管道式電磁流量計(jì)應(yīng)安裝在離任何上游擾動(dòng)至少10DN和離任何下游擾動(dòng)2DN直管段中，相比超聲波明渠流量計(jì)安裝條件而言，對安裝距離要求將大大縮短。而且規(guī)定上游直管段長度不夠時(shí)，可以安裝整流器。對于帶壓排放的情況，也只能安裝管道式電磁流量計(jì)。管道式電磁流量計(jì)解決了很多現(xiàn)場無法安裝超聲波明渠流量計(jì)、一些現(xiàn)場無法滿足自然流條件，特別是對一些帶壓排放的現(xiàn)場無法使用超聲波明渠流量計(jì)等問題。

3.3 測量精度

管道式電磁流量計(jì)測量精度高，0.2%～0.5%，受流體流動(dòng)狀態(tài)影響小，測量結(jié)果穩(wěn)定。目前污水、供水用電磁流量計(jì)的精度一般選用0.3%，如果涉及到貿(mào)易交接，應(yīng)該選用0.2%級精度的電磁流量計(jì)。

3.4 在線校準(zhǔn)

管道式電磁流量計(jì)作為一種重要計(jì)量器具，應(yīng)在一定的使用周期內(nèi)進(jìn)行檢定和校準(zhǔn)，確保數(shù)據(jù)的真實(shí)性。住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部于2011年10月頒布實(shí)施《管道式電磁流量計(jì)在線校準(zhǔn)要求》(CJ/T364－2011)，明確規(guī)定管道式電磁流量計(jì)在線校準(zhǔn)的技術(shù)要求，分別從標(biāo)準(zhǔn)表法和電參數(shù)法等2種方法對管道式電磁流量計(jì)的校準(zhǔn)方法進(jìn)行闡述。

4、結(jié)論及建議

管道式電磁流量計(jì)具備測量精度高，穩(wěn)定性好，對直管段要求低，故障少等優(yōu)點(diǎn)，而且政策法規(guī)允許安裝使用管道式電磁流量計(jì)。目前，**已出臺管道式電磁流量計(jì)的在線校準(zhǔn)規(guī)范，為管道式電磁流量計(jì)的使用奠定了基礎(chǔ)。