关于一体（tǐ）化污水流量计在不锈钢酸性废水处理中的应用

在不锈钢（gāng）制造过程中，为了去除退（tuì）火后带钢表面的氧化铁皮，一（yī）般采用由硝（xiāo）酸和氢氟酸配成的混酸（suān）进行表面清洗。酸洗后的废水除了含有硝酸、氢（qīng）氟酸和游离的金属离子外，还含有（yǒu）由铁离子和氟离子、铬离子和氟离子形成的络合离子及其不溶物、金属氧化物及由硝酸生成的氮化物等，成分（fèn）十分复（fù）杂。这些酸性的工业废水若直接排放或处理不当，将会影响水体的自净，使水质恶化，污染环境。作为工业生产过程的主要检测参数—流量，其测量的（de）方法很多，如容积（jī）式、速度式、动（dòng）量式（shì）、质量流（liú）量式等;相应的流量计种类也（yě）很多，有（yǒu）孔板流量计、转子流量计、涡轮流量计、涡街（jiē）流量计、一体（tǐ）化污水流量计、质量流量计、超声（shēng）波流（liú）量（liàng）计等。本文主要介绍（shào）的是某不锈钢厂酸（suān）性废水处理过程中（zhōng）应用的（de）一体化（huà）污水流量计。介（jiè）绍一体化污水（shuǐ）流量（liàng）计在不锈（xiù）钢酸性废水处理中的应用，探讨了一体（tǐ）化污水流量计的侧量原理和结构，以及（jí）安装技术要求和常见的故障，对于掌握该流量计的使用方法和性能（néng）具有一定的（de）指导作用，为一体化污水流量计在线侧量提供了一定的参考。
测量原理（lǐ）
一体（tǐ）化污水流量计的测量原理是法拉*电磁（cí）感应定律，即导（dǎo）体在磁场（chǎng）中作切割磁力线运（yùn）动时（shí），在导体中便会产（chǎn）生感应电势，其大小（xiǎo）与（yǔ）磁场的磁感应强（qiáng）度、导体在磁场内的有效长度及导体的运动速度成正比。同理，在磁场中作（zuò）切割磁力线运动的导电（diàn）液体，也会在液体中产生感（gǎn）应电势，示（shì）意图如图（tú）1所示。
图1  >}}l量原（yuán）理

感应（yīng）电势的方向由右手定则确定，其大小由下式决定:
E= BDV (1)式中:1伪感应电势;11为磁感应强度;I伪管（guǎn）道（dào）直径;伪管道内的流体速度。
流量几等于流体流速与管道截面积的乘积，即
q=πD2V (2)
(2) 将式((2壮人式((1 }可得  
q =(πD/4B) E (3)
由（yóu）式（shì）((3河知，在（zài）磁感应强度B不变且（qiě）管道直径
D}确（què）定时，流量与感（gǎn）应电势呈线形关系。
2内部结构
一体化污水流量计主要由磁路系统、测（cè）量导管、电*、衬里、外壳以及转换器等部分组成。
2. 1磁路（lù）系统
用于（yú）产生（shēng）均匀的直流或交流磁场。工业生产用（yòng）的一体化污水流量（liàng）计，大多采用SOHzT频电源激励产生交变磁场。
2. 2测量导管
为使磁力（lì）线通过测（cè）量导管时磁通不被分路并减少涡流，测量导管必须采用不（bú）导磁、低导（dǎo）电率、低导热率和具有（yǒu）一定机械（xiè）强度的材料制成，一般可选用不锈（xiù）钢(1 (}gN}Ti)、玻璃钢、铝及其他高强度塑（sù）料（liào）等（děng）。
2. 3衬里
为确保感应电势不被金属测量导管管壁短路，在测量导管的内侧及法兰密封面上必须附着一（yī）层绝缘的衬里。为增加测量导管的耐磨与耐腐蚀性（xìng），衬里一般均选用具有耐腐蚀、耐磨、耐（nài）高温的材料（liào），如聚氨脂橡胶、氯丁（dīng）橡胶、聚四氟乙烯等。
2. 4电（diàn）*

电*结构如图2所示，作用是把由液体（tǐ）切割磁力线所产生的感应电势引出。为避免影响磁通（tōng）分布，电*一般选（xuǎn）择（zé）非导磁、耐腐蚀（shí）、耐磨材料（liào），如不锈钢(1 (}gNjTi}对于腐蚀性较强的介质（zhì），可选用钦、铂、镀（dù）金等。
3干扰信号
一体（tǐ）化污水流量计干扰信（xìn）号主（zhǔ）要（yào）有三种:(1)电磁荆合产生的静电（diàn）感应;(2测流体介质产生的（de）电化（huà）学干扰;(3)一（yī）体化污水流量计供电电源的电压和频率波动等电源干扰（rǎo）。
抗干（gàn）扰技术的几个发展过程如下:
70年代中期，主要（yào）采用低频矩形波励磁技术，改变工频干扰（rǎo）的（de）形态特征。利用工频同（tóng）步采（cǎi）样技术，使一体化（huà）污水流量计获得较好的（de）抗工频干扰能力，可使其测量精度提（tí）高、零点稳定、可靠性（xìng）增强。
80年代初采用三值低频矩形波励磁技（jì）术和动态校零技术、同步励（lì）磁、同步采（cǎi）样技（jì）术（shù）以获得一体化污水流量计（jì）*佳的（de）零点稳定性，进一步提高抗工频干扰和*化电势干扰的能力。
80年代（dài）末采用双频矩形波励磁技术，既克（kè）服（fú）流体介质产生的泥浆（jiāng）干扰和流体流动噪声，又具有低频矩形波励（lì）磁一体化污水流量计的零点（diǎn）稳压（yā）性，实现一体化污水（shuǐ）流量计零点（diǎn）稳（wěn）定性、抗干扰能力和（hé）响应（yīng）速度的*佳统一，从而提高一体化污水流量计抗干扰能力，是目前*有效的抗干扰措施。
4技术特点
4. 1优点
(1)由于测量（liàng）导（dǎo）管（guǎn）内部没有活动或突出部件，测量压力损失*小。
(2)一般情况，只要是导电率大于5 X 10-异an的液体均可（kě）测量（liàng）。被测介质可以是含有固体颗粒或悬浮物的流体、泥浆等，也可以是酸、碱等（děng）腐蚀性液体。
(3)流量计输出信号不受液体温度、压力、密度等影响，且输出电流（liú）与体积流量成线性关系。
(4)量程比较高，可（kě）达100 '1;测量口径范围（wéi）大，能测1 mm.r2m以上;测量精度一般优于0.500}
(S一体化污水流量（liàng）计反应迅速，可以测量脉动信号。
4. 2缺点
(1被测液体（tǐ）必须（xū）导电。
(2)不能测量气（qì）体、蒸汽和石油制品等。
(3)由于（yú）衬里采制的原因，一般使用温度为0一200℃o
(4)由于电*是镶装在测量导管上的，一般（bān）*高工作压力为0.25Mpa
5安装注意事项
(1)为减少干扰，一体化污水流量计应安装在没有强电场（chǎng）的环境，附（fù）近也不应（yīng）有大的用电设备。
(2)需（xū）将传感器的“地（dì）”与转换器的“地”用一根导线连（lián）接起来，并用接地线将（jiāng）其深埋地下。
(3)在一体化污水流量计安装完（wán）毕（bì）后（hòu），应测量一下接地电阻，接地电阻越小越（yuè）好。若阻（zǔ）值偏（piān）大（dà），通常的做法是将传感器（qì）和转换（huàn）器分别接（jiē）地，可减少由杂散电流引起（qǐ）的（de）干扰电（diàn）势（shì）。
(4)为防止传感器中沉积物或气泡积存，传感器*好（hǎo）垂（chuí）直安装，被（bèi）测液体（tǐ）自下而上流动。如条件（jiàn）不（bú）允（yǔn）许，也应（yīng）使传感器低于出口管，以（yǐ）免积存气体（tǐ）;同时应保证测量电*在同一水平线上。
(S)电*要（yào）求与衬里齐（qí）平，以便流体（tǐ）通过时不受阻碍。电*的安装（zhuāng）位置宜（yí）在管道的水（shuǐ）平方向，以防止沉淀物堆积在电*上而影响测量精度。
(6)为保（bǎo）证被测液（yè）体流（liú）速分布轴对称，传感器前应有一定长度的直（zhí）管段。上流侧如有弯头、三通、异径（jìng）管等，传感（gǎn）器前应（yīng）有5倍管径的直管段，如有各种阀门，应有10倍管径的直管段;下流侧的直管段可以（yǐ）短于上（shàng）流侧。
(7)为方便检修传感（gǎn）器，可（kě）增加旁（páng）路管，这（zhè）样只要关闭传感器两端管（guǎn）道上阀门就可（kě）以进行调（diào）零操作。
(8信号线应单独穿人接地钢管，不允许和电源线穿在一个钢管里。信号（hào）线一定要用屏蔽线，长度不得大于30m若要求加长信号线，必须采用一定的措施，如（rú）采用双层屏蔽电缆、屏蔽驱动等。
(9)被测液体（tǐ）的流动方向应（yīng）为传感器规定的（de）方向，否则流量信（xìn）号相（xiàng）移180几相敏检波不能检出流量信号，仪表将没有输（shū）出。
(10)被测流体（tǐ）的流速也（yě）有一（yī）定的限制，*低流谏不能低干仪表量程的10 },*高流谏不韶讨（tǎo）10 m/ s
6常见故障及处理方法
6. 1故障类型
按照（zhào）故障发生时期可分为（wéi）:(1碉试期故障，出现（xiàn）在新装用后调试初期，主要原因是（shì）仪表选用（yòng）或设定不当、安装不妥（tuǒ）等。(2行期故障，在运（yùn）行一段时期后（hòu）出现，主要原因有流体中杂质附着电*衬里、环境条件变化出现新干扰源（yuán）等。
6.1.1调试期故障
(1)安装方面    通常是（shì）电磁流量传感器安装位置不正确引起的故障，如将传（chuán）感器安装在易积聚气体的（de）管网*高（gāo）点;安装在（zài）自上而下的垂直管上，可能出（chū）现排空;传感器后无背压，流体直接排人大（dà）气造成测（cè）量管非满管。
(2)环境方面
通常（cháng）主要是（shì）管道杂散电流干扰、空间强电磁波干扰、大型电机（jī）磁（cí）场干扰等。管道杂散电流干扰（rǎo）一般可采用单独接地消除;若遇到强大的杂（zá）散电流，可采取（qǔ）另外措施使传感器与管道绝缘等。空间电磁波干扰一（yī）般经信号电缆引人，通常采用单层或多（duō）层屏蔽予以（yǐ）消除。
(3)流体方面（miàn）
通常被测液体中含（hán）有均匀分布的微（wēi）小气泡不（bú）会影响（xiǎng）一体化污（wū）水流量计的正常工作，但随着气泡（pào）的增大，仪表输（shū）出信号会出现（xiàn）波动。当气泡大到遮盖整（zhěng）个（gè）电*表面时，会使电*回路瞬间断路而使输出信号出现更大的（de）波动。
测量混合介质时，如果混（hún）合未均匀就进人流量传（chuán）感进行（háng）测量，会使输出信号产生波动。电*材料与被测介质（zhì）选配不当，也（yě）将（jiāng）由（yóu）于化学作用或*化现象而影响正常测量。
6. 1. 2运行期故障
(1传（chuán）感器内壁附着层（céng）    由于一体化污（wū）水流量计常用来测（cè）量脏污流体，运行一段时间后，会在传感器测量导管内壁积聚附着（zhe）层而（ér）产生故障，这（zhè）些故障往往是由于附着（zhe）层的电导率（lǜ）太大或太小造成（chéng）的。若附（fù）着物为绝缘层，则电*回路将出现断路，仪表不能正常（cháng）工（gōng）作。若附着（zhe）层电导率显著高于流体（tǐ）电（diàn）导率（lǜ），则电（diàn）*回（huí）路将（jiāng）出现（xiàn）短路，仪表也不能正常工作。
(2)雷（léi）电打击
雷击容易在仪表线路中感应出高电压和浪涌电流，使仪表损坏。它主要通过电源线或励磁（cí）线圈或传感器与转换器之间的流量信号线等途径引人，尤其是从控制室电源线引人占绝大部分。
(3)环境条件变化
在调试期间由于环境条件较好，流量计工作正常。一旦环境条（tiáo）件变化，运行期间出（chū）现新的干扰源咖在流量计附近管道上进行电（diàn）焊、附近安装大型变（biàn）压器等（děng）天就会干扰仪表的正常工作，流量计的（de）输出信（xìn）号就会出（chū）现波动。
6. 2故（gù）障现象及处理方法
6. 2. 1通电（diàn）后无流量信（xìn）号输出    (1供电电源或接线不正确，检查供电电源或接线是否与说明书要求一致。
(2)保险丝熔断，用万用（yòng）表检（jiǎn）查保险丝（sī），并更换。
(3管（guǎn）道内无流量，确认阀（fá）门是否开（kāi）启。
(4)转（zhuǎn）换器内电路板损坏，可用替代法进行检（jiǎn）查，并更换。
6. 2. 2管道内无流（liú）量却有信号输出
(1电磁（cí）波（bō）干扰，检（jiǎn）查（chá）信号电缆，进行屏蔽处理。
(2)杂散电流干扰，检查接地电阻，重新接地（dì）。
(3)传感（gǎn）器参数设置不正确，重新设置参数，减少（shǎo）增益。6.23输出信号波动大
(1)被测液体内含有（yǒu）大量的气泡或被测液体（tǐ）未混合均匀，改变传感器安装位置。
(2)管道震动或抖动大，在流量计上流2一31处（chù）加装固定支架。
(3)电*材料（liào）选型不恰当，重新选择电*。
6.24测量值与真实值偏差大
(1安装位置不正确，按要求重新进行安装（zhuāng）。
(2)传感（gǎn）器测量导管内（nèi）有附（fù）着物，拆下清洗。
(3)传感器衬（chèn）里磨损（sǔn）严重，检查并更换。
(4)参数设（shè）置不正确，根据实际情（qíng）况重新设定参数（shù）。
7结束语
由于（yú）电子技术的飞速发展，元器（qì）件的集成化、小型化（huà）、智能化，使一体化（huà）污水（shuǐ）流量计转换器的体（tǐ）积（jī）大大减小（xiǎo）。矩形波激磁和非均匀磁场（chǎng）等技术的使用，使（shǐ）传感器要求使用测量直管长度也进一步缩短，体积缩小，重量减轻（qīng）。近几年一体化污水流量计的（de）主（zhǔ）攻方向是（shì）口径为200以下、传感器与转（zhuǎn）换器结合（hé）在一起的智（zhì）能型一体（tǐ）化污水流量计。