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電磁流量計(jì)在重金屬廢水自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中的誤差來源與可行性分析
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發(fā)布時(shí)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(jì)在重金屬廢水自動(dòng)監(jiān)測(cè)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(duì)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(cè)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(cè)裝置，其中最常用的為超聲波明渠污水流量計(jì)( 以下簡(jiǎn)稱“超聲波流量計(jì)”) 和管道式電磁流量計(jì)( 以下簡(jiǎn)稱“電磁流量計(jì)”) 。超聲波流量計(jì)有著超強(qiáng)的測(cè)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(cè)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(chǎng)相交產(chǎn)生一個(gè)應(yīng)變脈沖信號(hào)來準(zhǔn)確地測(cè)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(chǎng)比對(duì)，并與經(jīng)典的手工卷尺測(cè)量方法進(jìn)行比較，分析2 種方法在實(shí)際監(jiān)測(cè)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(cè)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。
實(shí)驗(yàn)設(shè)備一覽表
2. 3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
3 種測(cè)量方法試驗(yàn)結(jié)果見圖1、圖2。以手工實(shí)測(cè)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(cè)量誤差見圖3、圖4。
1 月9 日3 種方式測(cè)量的液位高度
從圖1 可以看出，手工測(cè)量數(shù)據(jù)最大、DR － 831A 測(cè)量數(shù)據(jù)其次、TKL －Ⅰ測(cè)量值最低。
從圖2 可以看出，手工、DR － 831A 和TKL － Ⅰ 3 種測(cè)量方式在1 月11 日的測(cè)量結(jié)果同1 月9 日具有相似性，都表現(xiàn)出手工比對(duì)測(cè)量值最大、TKL －Ⅰ測(cè)量值最小。
見圖3，以手工實(shí)測(cè)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(cè)量值表現(xiàn)出DR － 831A 測(cè)量誤差高于TKL －Ⅰ外，其他時(shí)段都明顯表現(xiàn)出DR － 831A 測(cè)量誤差小于TKL －Ⅰ。
由圖4 可知，以手工實(shí)測(cè)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(cè)量誤差比較接近。其他時(shí)段，2 者呈現(xiàn)出前者測(cè)量誤差要小于后者測(cè)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(cè)量裝置不同，前者使用磁致伸縮液位傳感器進(jìn)行液位測(cè)量，該裝置測(cè)量精度要相對(duì)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(cè)量，該裝置測(cè)量時(shí)響應(yīng)時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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］。
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(cè)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(duì)安裝距離要求將大大縮短。而且規(guī)定上游直管段長(zhǎng)度不夠時(shí)，可以安裝整流器。對(duì)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(chǎng)無法安裝超聲波明渠流量計(jì)、一些現(xiàn)場(chǎng)無法滿足自然流條件，特別是對(duì)一些帶壓排放的現(xiàn)場(chǎng)無法使用超聲波明渠流量計(jì)等問題。
3. 3 測(cè)量精度
管道式電磁流量計(jì)測(cè)量精度高，0. 2% ～ 0. 5%，受流體流動(dòng)狀態(tài)影響小，測(cè)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(jí)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(duì)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(cè)量精度高，穩(wěn)定性好，對(duì)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，國(guó)家已出臺(tái)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)。
