在水處理系統(tǒng)中對于常用儀表的選型和安裝要注意哪些事項

對于水處理系統(tǒng)有兩種重要的物理數(shù)據(jù)需要測量，*先是流量數(shù)據(jù)，其次是液位數(shù)據(jù)，這是工業(yè)生產(chǎn)中為得要的數(shù)據(jù)，對于這兩種數(shù)據(jù)，有相應(yīng)的流量測量系統(tǒng)和液位測量系統(tǒng)，流量測量這一塊，目前用得多為常見的有電磁流量計和外夾式超聲波流量計，因為這兩種流量計測量的精度相比較于傳統(tǒng)的差壓流量計，比如孔板流量計等，精度相比較更為準(zhǔn)確。不過電磁流量和超聲波流量計也是有其限制的使用范圍的，因此我們在選用此類產(chǎn)品時，也要根據(jù)我們的工況條件和生產(chǎn)實際需要作一個適當(dāng)?shù)倪x配，以達(dá)到一個佳的性價比，畢竟精度高的儀表產(chǎn)品價格也更高。
在液位儀表選擇方面，選擇品種則更為**，用得多的有浮球液位計，磁翻板液位計，靜壓差壓液位計、法蘭式投入式液位變送器，雷達(dá)液位計、超聲波液位計等。
一、儀表選配的一般要求
　　（1）精確度：是指在正常使用條件下，儀表測量結(jié)果的準(zhǔn)確程度，誤差越小，精確度越高。
　　生產(chǎn)過程物理檢測儀表的精確度為±1%，水質(zhì)分析儀表的精1f77確度為±2%（測高濁水的濁度儀的精確度為±5%）。
　　（2）響應(yīng)時間：當(dāng)對被測量進(jìn)行測量時，儀表指示值總要經(jīng)過一段時間才能顯示出來，這段時間即為儀表的響應(yīng)時間。一只儀表能不能盡快反應(yīng)出參數(shù)變化的情況，是很重要的指標(biāo)。對水質(zhì)分析儀表要求的響應(yīng)時間應(yīng)不超過3min。
　　（3）輸出信號：儀表的模擬輸出應(yīng)是4~20mADC信號，負(fù)載能力不小于600Ω。
　　（4）儀表的防護(hù)等級應(yīng)滿足所在環(huán)境的要求，一般應(yīng)不低于IP65，用于藥劑投加系統(tǒng)的檢測儀表要求能耐腐蝕。
　　（5）四線制的儀表電源多為220VAC、50Hz，兩線制的儀表電源為24VDC。
　　（6）現(xiàn)場監(jiān)測儀表宜選用數(shù)顯儀。
　　（7）儀表的工作電源應(yīng)獨立，不應(yīng)和計算機共用電源，以保證發(fā)生故障和檢修時電源互不干擾，使各自都能穩(wěn)定可靠地運行。
　　（8）為使計算機能檢測到電壓互感器和電流互感器的異常信號并報警，設(shè)計選配的電壓及電流變送器的輸入信號應(yīng)比電流及電壓互感器大，即分別為0~6A及0~120V。
（9）應(yīng)選擇能夠提供可靠服務(wù)和有豐富經(jīng)驗的儀表生產(chǎn)廠商。
 
二、流量計的選型應(yīng)考慮以下因素：
　　流量測量分為兩種，一種用于流量檢測，參與過程控制，以達(dá)到提高生產(chǎn)自動化水平，改善生產(chǎn)工藝條件，提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量的目的。另一種用于流量的計量，不僅計量產(chǎn)品的產(chǎn)量，還是供水企業(yè)主要技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)計算的依據(jù)。在供水企業(yè)主要的8項經(jīng)濟指標(biāo)中，有3項指標(biāo)是以流量計測量的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的。
（1）任何型號的流量計都必須有國家計量部門檢定的證書方可選用。
　　（2）流量計本身的壓力損失要小。
　　（3）根據(jù)行業(yè)要求，流量計的準(zhǔn)確度應(yīng)不低于2.5級。
　　（4）安裝現(xiàn)場條件應(yīng)滿足所選流量計對直管段的要求。
　　（5）所選流量計應(yīng)能適應(yīng)安裝現(xiàn)場環(huán)境條件如溫度、濕度、電磁干擾等。
　　（6）所選流量計應(yīng)能適用于待測的液體介質(zhì)。
　　目前，在給水工程設(shè)計中，采用多的是電磁流量計和超聲流量計。
　　
電磁流量計選型注意事項
　　電磁流量計的原理是應(yīng)用法拉弟電磁感應(yīng)定律，由傳感器和轉(zhuǎn)換器組成。
　　在測量中，液體本身為導(dǎo)體，磁場通過安裝在管路中的兩個線圈產(chǎn)生。線圈由交流或直流電源勵磁，磁場作用于管道內(nèi)流動的液體，在管道中產(chǎn)生一個與被測流體平均流速V相對應(yīng)的電壓，且該電壓與流體的流速分布無關(guān)。
　　與管道絕緣的兩個電極監(jiān)測液體的感應(yīng)電壓。磁場方向、流體流向及兩個檢測電極的相對位置三者互相垂直。　　
電磁流量計的優(yōu)點：
　　（1）測量不受被測液體的溫度壓力或粘度的影響。
　　（2）沒有壓力損失。
　　（3）能連續(xù)測量，測量精確度高。
　　（4）口徑范圍和測量范圍大，測量范圍連續(xù)可調(diào)。
　　（5）與流速分布無關(guān)。
　　（6）前后直管段較短，前置直管段為5D（D為儀表的直徑），后置直管段為3D。
　　（7）穩(wěn)定性好，輸出為標(biāo)準(zhǔn)化信號，可方便地進(jìn)入自控系統(tǒng)。
　　（8）變送器導(dǎo)管內(nèi)壁有襯里材料，具備良好的耐腐、耐磨性。
　　（9）轉(zhuǎn)換器體積小，消耗功率小，抗干擾性能強，便于現(xiàn)場觀察。
　　應(yīng)用于水處理系統(tǒng)的電磁流量計的襯里材料多選用氯丁橡膠，因其有較好的耐磨性。安裝時應(yīng)注意遠(yuǎn)離外界的電磁場源，以免影響傳感器的工作磁場及流量信號，傳感器水平安裝時，要求兩個電極的中心軸線處于水平狀態(tài)，防止顆粒雜質(zhì)沉積，影響電極工作。測量管內(nèi)應(yīng)為滿管，不允許大量氣泡通過傳感器，當(dāng)不能滿足條件時，應(yīng)采取相應(yīng)措施。
　　為使儀表可靠地工作，提高測量精確度，不受外界寄生電勢的干擾，傳感器應(yīng)有良好的單獨接地線，且接地電阻應(yīng)小于10Ω，尤其是安裝在陰極保護(hù)管道上時。如在天津水源廠出廠干管上安裝的電磁流量計，由于管道采用了陰極保護(hù)，防護(hù)電解腐蝕的管道內(nèi)壁和外壁之間是絕緣的，被測介質(zhì)沒有接地電位，所以，將傳感器接地環(huán)裝在傳感器的兩個端面上，與連接管道的法蘭絕緣。傳感器與接地環(huán)用接地線相連，并引至接地極。管道法蘭之間用電纜相連但不連到傳感器上。法蘭連接螺栓用絕緣襯套和墊圈隔離。該電磁流量計自投產(chǎn)使用以來，效果一直較好。
　　轉(zhuǎn)換器應(yīng)安裝在符合其防護(hù)等級要求的場所，在滿足安裝環(huán)境、使用要求的前提下，轉(zhuǎn)換器與傳感器之間的距離和連接電纜越短越好，以節(jié)約投資，減少可能產(chǎn)生的強電信號的干擾。
　　
超聲波流量計選型注意事項
　　近十幾年來，由于電子技術(shù)的發(fā)展，超聲流量計才得以應(yīng)用于流量測量。利用超聲流量計進(jìn)行測量的方法有很多種，其中較為典型的是時差法和多普勒法。凈水廠多選用時差法流量計，其方法是在測量管道上安裝兩個換能器，因順流與逆流流速差別的影響，測量從發(fā)射到接收而產(chǎn)生的時間差，據(jù)此測出流速。
超聲流量計的主要優(yōu)點：
　　（1）安裝維護(hù)方便。隨著夾裝式傳感器的**使用，出現(xiàn)了外夾式超聲波流量計在安裝和維護(hù)超聲流量計時不需在管道上打孔或切斷流量，就可在已存在的應(yīng)用場合很方便地進(jìn)行安裝，尤其適用于大口徑管道檢測系統(tǒng)。
　　（2）口徑范圍大，且價格不受管徑影響。
　　（3）測量可靠性高。
　　（4）無壓力損失。
　　（5）不受流體參數(shù)影響。
　　（6）輸出標(biāo)準(zhǔn)化直流信號，可方便地進(jìn)入自控系統(tǒng)。
　　選用超聲流量計要特別注意傳感器的安裝誤差、管道內(nèi)壁結(jié)垢、防腐層均勻與否，這些因素對測量結(jié)果影響很大。另據(jù)超聲流量計的測量原理，只有流速分布均勻時才能保證測量的精確度，所以在流量計的上下游要有足夠的直管段，參考各種資料及流量計的使用手冊，要求上游少不小于10D，下游大于5D。
　　由于自來水行業(yè)為連續(xù)生產(chǎn)，進(jìn)行不間斷計量是極為重要的，所以一般安裝于管道上的流量計不能經(jīng)常拆卸送檢，一般做法是采用精確度較高的便攜式超聲流量計，按周期送國家認(rèn)證單位進(jìn)行校準(zhǔn)，作為企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)器具，再用比對的方式定期檢測在線流量計。
 
　
三、液位測量儀表的選擇
　　選擇液位計時應(yīng)考慮以下因素：（1）測量對象，如被測介質(zhì)的物理和化學(xué)性質(zhì)，以及工作壓力和溫度、安裝條件、液位變化的速度等;（2）測量和控制要求，如測量范圍、測量（或控制）精確度、顯示方式、現(xiàn)場指示、遠(yuǎn)距離指示、與計算機的接口、安全防腐、可靠性及施工方便性。
　　給水工程中常用的液位計及選型要點如下：
　　
a.浮球式液位計
　　在液體中放入一個空心的浮球，當(dāng)液位變化時，浮球?qū)a(chǎn)生與液位變化相同的位移。可用機械或電的方法來測得浮球的位移，其精確度為±（1~2）%，這種液位計不適用于高粘度的液體，其輸出端有開關(guān)控制和連續(xù)輸出。
　　在凈水廠的設(shè)計中，多將此種液位計用于集水井的液位測量以控制排水泵的自動開停。
　　
b. 電容式液位計
　　在容器內(nèi)插入電極，當(dāng)液位變化時，電極內(nèi)部介質(zhì)改變，電極間（或電極與容器壁之間）的電容也隨之變化，該電容量的變化再轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)化的直流電信號。其精確度為±（0.5~1.5）%。
　　
c. 靜壓（或差壓）式液位計
　　由于液柱的靜壓與液位成正比，因此利用壓力表測量基準(zhǔn)面上液柱的靜壓就可測得液位。根據(jù)被測介質(zhì)的密度及液體測量范圍計算出壓力或壓差范圍，再選用量程、精確度等性能合適的壓力表或差壓表。這種液位計的精確度為±（0.5~2）%。
　　電容式液位計具有以下優(yōu)點：傳感器無機械可動部分，結(jié)構(gòu)簡單、可靠;精確度高;檢測端消耗電能小，動態(tài)響應(yīng)快;維護(hù)方便，壽命長。缺點是被測液體的介電常數(shù)不穩(wěn)定會引起誤差。電容式液位計一般用于調(diào)節(jié)池、清水池等的液位測量。
　　當(dāng)測量范圍不超過2m時，采用棒狀、板狀、同軸電極;當(dāng)超過2m時，采用纜式電極。當(dāng)被測介質(zhì)為水時，采用帶絕緣層（可用聚乙烯）的電極。
　　
d.超聲液位計
　　超聲液位計的傳感器由一對發(fā)射、接收換能器組成。發(fā)射換能器面對液面發(fā)射超聲波>超聲波脈沖，超聲波>超聲波脈沖從液面上反射回來，被接收換能器接收。根據(jù)發(fā)射至接收的時間可確定傳感器與液面之間的距離，即可換算成液位。其精確度為±0.5%。
這種液位計無機械可動部分，可靠性高，安裝簡單、方便，屬于非接觸測量，且不受液體的粘度、密度等影響，因此多用于藥池、藥罐、排泥水池等的液位測量。
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