電磁流量計在重金屬廢水自動監(jiān)測系統(tǒng)中的誤差來源與可行性分析
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發(fā)布時間：2018-08-25 08:58:24
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摘要: 本文介紹了管道式電磁流量計在重金屬廢水自動監(jiān)測系統(tǒng)中的應(yīng)用，分析了管道式電磁流量計與超聲波流量計的誤差來源，并對管道式電磁流量計應(yīng)用于自動監(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，廢水重點排污企業(yè)均安裝了廢水流量自動監(jiān)測裝置，其中最常用的為超聲波明渠污水流量計( 以下簡稱“超聲波流量計”) 和管道式電磁流量計( 以下簡稱“電磁流量計”) 。超聲波流量計有著超強(qiáng)的測量液位的能力，但同時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。而電磁流量計是通過2 個不同磁場相交產(chǎn)生一個應(yīng)變脈沖信號來準(zhǔn)確地測量位置，具有精度高、線性好、運行穩(wěn)定的特點，在給排水、污水處理、引水工程等項目中得到廣泛的應(yīng)用。本次實驗選取了具有代表性的采用上述2 種原理的流量計進(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 種方法在實際監(jiān)測中的誤差情況。
2 實驗方法
2. 1 實驗時間及地點
本試驗于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 兩個時段內(nèi)采用手工、電磁流量計和超聲波流量計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鉻廢水。
2. 2 設(shè)備選型
本次實驗所用設(shè)備如表1。
實驗設(shè)備一覽表
2. 3 實驗結(jié)果
3 種測量方法試驗結(jié)果見圖1、圖2。以手工實測液位高度為基準(zhǔn)，DR － 831A 明渠流量計與TKL － 1 型超聲波明渠流量計測量誤差見圖3、圖4。
1 月9 日3 種方式測量的液位高度
從圖1 可以看出，手工測量數(shù)據(jù)最大、DR － 831A 測量數(shù)據(jù)其次、TKL －Ⅰ測量值最低。
從圖2 可以看出，手工、DR － 831A 和TKL － Ⅰ 3 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)出手工比對測量值最大、TKL －Ⅰ測量值最小。
見圖3，以手工實測液位高度為基準(zhǔn)，2 種流量計的誤差均在± 5%的范圍內(nèi)。除在1 月9 日14∶ 40 和14∶ 45 兩個時間點測量值表現(xiàn)出DR － 831A 測量誤差高于TKL －Ⅰ外，其他時段都明顯表現(xiàn)出DR － 831A 測量誤差小于TKL －Ⅰ。
由圖4 可知，以手工實測液位高度為基準(zhǔn)，2 種流量計的誤差均在± 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 種流量計產(chǎn)生差異的原因: 2 種流量計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，該裝置測量時響應(yīng)時間相對較長，不能及時反映液位變化。
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，引用技術(shù)規(guī)范《JB/T9248 電磁流量計》，其中提到: 流量計是指用于測定污水排放流時的儀器，一般宜采用超聲波明渠污水流量計或管道式電磁流量計。使用其他測量方式的流量計，其各項性能指標(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)驗收技術(shù)規(guī)范( 試行) 》中提到電磁流量計驗收的規(guī)范性引用文件為《JB/T 9248 電磁流量計》［3］。
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》規(guī)定了電磁管道流量計的技術(shù)要求、試驗方法和檢驗規(guī)則。
以上3 個技術(shù)規(guī)范中可確定，超聲波明渠流量計和管道式電磁流量計均可用于水質(zhì)在線監(jiān)測系統(tǒng)。
3. 2 安裝條件
管道式電磁流量計應(yīng)安裝在離任何上游擾動至少10DN和離任何下游擾動2DN 直管段中，相比超聲波明渠流量計安裝條件而言，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，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。管道式電磁流量計解決了很多現(xiàn)場無法安裝超聲波明渠流量計、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等問題。
3. 3 測量精度
管道式電磁流量計測量精度高，0. 2% ～ 0. 5%，受流體流動狀態(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。
3. 4 在線校準(zhǔn)
管道式電磁流量計作為一種重要計量器具，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)的真實性。住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部于2011 年10 月頒布實施《管道式電磁流量計在線校準(zhǔn)要求》( CJ /T364 － 2011) ，明確規(guī)定管道式電磁流量計在線校準(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，而且政策法規(guī)允許安裝使用管道式電磁流量計。目前，國家已出臺管道式電磁流量計的在線校準(zhǔn)規(guī)范，為管道式電磁流量計的使用奠定了基礎(chǔ)。
