1.儀表選配的一般要求
?。?)度:是指在正常使用條件下,儀表測量結(jié)果的準確程度,誤差越小,度越高。
生產(chǎn)過程物理檢測儀表的度為±1%,水質(zhì)分析儀表的精1f77確度為±2%(測高濁水的濁度儀的度為±5%)。
?。?)響應(yīng)時間:當對被測量進行測量時,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。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,負載能力不小于600Ω。
?。?)儀表的防護等級應(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。
?。?)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。
?。?)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。
2.水位測量
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)度、顯示方式、現(xiàn)場指示、遠距離指示、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,當液位變化時,浮球?qū)a(chǎn)生與液位變化相同的位移??捎脵C械或電的方法來測得浮球的位移,其度為±(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.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、度等性能合適的壓力表或差壓表。這種液位計的度為±(0.5~2)%。
c.電容式液位計
在容器內(nèi)插入電極,當液位變化時,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)換成標準化的直流電信號。其度為±(0.5~1.5)%。
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;度高;檢測端消耗電能小,動態(tài)響應(yīng)快;維護方便,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。
當測量范圍不超過2m時,采用棒狀、板狀、同軸電極;當超過2m時,采用纜式電極。當被測介質(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。3.流量測量
流量測量分為兩種,一種用于流量檢測,參與過程控制,以達到提高生產(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)濟指標計算的依據(jù)。在供水企業(yè)zui主要的8項經(jīng)濟指標中,有3項指標是以流量計測量的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的。
流量計的選型應(yīng)考慮以下因素:
(1)任何型號的流量計都必須有國家*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,流量計的準確度應(yīng)不低于2.5級。
?。?)安裝現(xiàn)場條件應(yīng)滿足所選流量計對直管段的要求。
?。?)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zui多的是電磁流量計和超聲流量計。
a.電磁流量計
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:
?。?)測量不受被測液體的溫度、壓力或粘度的影響。
?。?)沒有壓力損失。
?。?)能連續(xù)測量,測量度高。
(4)口徑范圍和測量范圍大,測量范圍連續(xù)可調(diào)。
?。?)與流速分布無關(guān)。
?。?)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,輸出為標準化信號,可方便地進入自控系統(tǒng)。
?。?)變送器導(dǎo)管內(nèi)壁有襯里材料,具備良好的耐腐、耐磨性。
?。?)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,防護電解腐蝕的管道內(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。
b.超聲流量計
zui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)安裝維護方便。隨著夾裝式傳感器的廣泛使用,在安裝和維護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)用場合很方便地進行安裝,尤其適用于大口徑管道檢測系統(tǒng)。
?。?)口徑范圍大,且價格不受管徑影響。
?。?)測量可靠性高。
?。?)無壓力損失。
?。?)不受流體參數(shù)影響。
?。?)輸出標準化直流信號,可方便地進入自控系統(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zui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,一般做法是采用度較高的便攜式超聲流量計,按周期送*單位進行校準,作為企業(yè)的標準器具,再用比對的方式定期檢測在線流量計。
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