关于一体化污水流量计在不锈钢酸性废水处理中的应用

在不锈钢制造过程中，为了去除退火带钢表面的氧化皮，一般采用硝酸和氢氟酸的混合酸进行表面清洗。酸洗后的废水不仅含有硝酸、氢氟酸和游离金属离子，还含有铁离子和氟离子形成的络合离子、铬离子和氟离子及其不溶物、金属氧化物、硝酸生成的氮化物等。构图很复杂。如果这些酸性工业废水直接排放或处理不当，会影响水的自净，恶化水质，污染环境。作为工业生产过程流量的主要检测参数，有多种测量方法，如容积法、速度法、动量法、质量流量法等。相应的流量计有很多种，如孔板流量计、转子流量计、涡轮流量计、涡街流量计、一体化污水流量计、质量流量计、超声波流量计等。主要介绍了不锈钢厂酸性废水处理中使用的一体化污水流量计。介绍了一体化污水流量计在不锈钢酸性废水处理中的应用，论述了一体化污水流量计的侧流原理和结构，以及安装技术要求和常见故障，对掌握流量计的使用和性能具有一定的指导作用，为一体化污水流量计的在线侧流提供了一定的参考。

测量原理

集成式污水流量计的测量原理是法拉第电磁感应定律，即导体在磁场中切割磁力线时，会在导体中产生感应电势，感应电势与磁场的磁感应强度、导体在磁场中的有效长度以及导体的运动速度成正比。同样，在磁场中切割磁力线的导电液体也会在液体中产生感应电势，如图1所示。

图1测量原理

感应电势的方向由右手定则确定，其大小由以下公式：确定

e=BDV :1的伪感应电势(1)；11是磁感应强度；I伪管径；伪管道中的流体速度。

流速几乎等于流体速度和管道横截面积的乘积，即

q=D2V (2)

(2)得到公式((2)强壮的人((1))

q=(D/4B) E (3)

根据公式((3)，当磁感应强度B不变且管径不变时，

d)当确定时，流速与感应电势线性相关。

2内部结构

一体化污水流量计主要由磁路系统、测量导管、电极、衬里、外壳和转换器组成。

2.1磁路系统

用于产生均匀的DC或交流磁场。工业生产中使用的集成式污水流量计大多采用SOHzT频率电源产生交变磁场。

2.2测量导管

为了防止磁力线通过测量导管时磁通分流，减少涡流，测量导管必须由非磁性、低电导率、低热导率和一定机械强度的材料制成，如不锈钢(1(} gN)Ti、玻璃钢、铝等高强度塑料。

2.3衬里

为了确保感应电势不会被金属测量导管的壁短路，必须在测量导管的内侧和法兰密封表面贴上绝缘衬里。为了增加测量导管的耐磨性和耐腐蚀性，内衬一般采用耐腐蚀、耐磨、耐高温的材料，如聚氨酯橡胶、氯丁橡胶、聚四氟乙烯等。

2.4个电极

电极结构如图2所示，其作用是引出液体切割磁力线产生的感应电势。为了避免影响磁通量分布，电极通常由非磁性、耐腐蚀和耐磨的材料制成，例如不锈钢(1 (}gNjTi})。对于强腐蚀性介质，可采用秦、铂、镀金。

3干扰信号

一体化污水流量计的干扰信号有三种：引起的静电感应(1)电磁干扰；(2)测量流体介质产生的电化学干扰；(3)综合污水电压、频率波动等电力干扰

80年代初，采用三元低频矩形波激励技术、动态校零技术、同步激励技术和同步采样技术，获得一体化污水流量计最佳零稳定度，进一步提高抗工频干扰和极化电位干扰的能力。

20世纪80年代末，采用双频矩形波激励技术，不仅克服了流体介质引起的泥浆干扰和流体流动噪声，而且低频矩形波激励的一体化污水流量计具有零点稳定性，实现了一体化污水流量计零点稳定性、抗干扰能力和响应速度的最佳统一，从而提高了一体化污水流量计的抗干扰能力，是目前最有效的抗干扰措施。

4技术特征

4.1优点

(1)由于测量导管中没有移动或突出的部件，测量压力的损失极小。

(2)一般任何电导率大于510-isoAN的液体都可以测量。被测介质可以是含有固体颗粒或悬浮固体的流体、泥浆等。或腐蚀性液体如酸和碱。

(3)流量计的输出信号不受液体温度、压力和密度的影响，输出电流与体积流量成线性关系。

(4)测量范围较高，可达100 ’ 1；测量口径范围大，可测量1mm以上，r2m:测量精度一般优于0.500}

集成式污水流量计响应速度快，可测量脉动信号。

4.2缺点

(1)被测液体必须导电。

(2)气体、蒸汽和石油产品不能计量。

(3)由于衬里生产，一般使用温度为0-200

(4)由于电极埋在测量导管中，最大工作压力一般为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无强电场的环境中，附近不应有大型电气设备。

(2)传感器的“地”应通过导线与转换器的“地”相连，并通过接地线深埋地下。

(3)一体化污水流量计安装后，测量接地电阻，接地电阻越小越好。如果电阻值过大，通常的做法是将传感器和转换器分别接地，这样可以降低杂散电流带来的干扰电位。

(4)为防止沉积物或气泡在传感器中积聚，传感器应垂直安装，被测液体应自下而上流动。如果条件不允许，传感器还应低于出口管，以避免气体积聚；同时，测量电极应在同一水平线上。

电极应与内衬平齐，以便流体不受阻碍地通过。电极的安装位置应在管道的水平方向，以防止沉积物积聚在电极上，影响测量精度。

(6)为了保证被测液体的速度分布是轴对称的，传感器前应有一定长度的直管段。如果有弯头、三通、变径管等。在上游侧，传感器前应有直径为5倍的直管段，如果有各种阀门，应有直径为10倍的直管段；下游侧的直管段可以比上游侧的短。

(7)为了便于传感器的维护，可以增加旁通管，这样只需关闭传感器两端管道上的阀门就可以进行调零操作。

(8)信号线应单独穿在接地钢管内，不允许穿在与电源线相同的钢管内。信号线必须使用屏蔽线，长度不得超过30m。如果需要加长信号线，必须采取一定的措施，如双层屏蔽电缆和屏蔽驱动器。

(9)被测液体的流向应该是传感器指定的方向，否则180相移检测不到流量信号，仪器不输出。

(10)待测流体的流速也受到一定程度的限制。最小流量不应低于仪器量程的10}，最大流量不应低于10 m/S

6常见故障及处理方法

通常主要是管道杂散电流干扰、空间强电磁波干扰、大型电机磁场干扰等造成的。管道杂散电流干扰一般可以通过单独接地来消除；在强杂散电流的情况下，可以采取其他措施使传感器与管道绝缘。空间电磁干扰一般由信号电缆引入，通常通过单层或多层屏蔽消除。

(3)流体方面

一般来说，被测液体中微小气泡的均匀分布不会影响一体化污水流量计的正常运行，但随着气泡的增加，流量计的输出信号会发生波动。当气泡大到足以覆盖整个电极表面时，电极的电路会瞬间断开，输出信号波动更大。

测量混合介质时，如果混合不均匀，会使输出信号波动。电极材料和被测介质选择不当也会因化学作用或极化现象而影响正常测量。

6.1.2运行期间的故障

(1)传感器内壁的粘附层常用于测量脏流体。运行一段时间后，传感器测量导管内壁会积累粘附层，造成故障。这些缺陷通常是由粘合层的电导率过大或过小引起的。如果附件是绝缘层，电极电路会断开，仪器无法正常工作。如果粘附层的电导率明显高于流体的电导率，电极电路就会短路，仪器就不能正常工作。

(2)雷击

雷击很容易在仪器电路中感应出高电压和浪涌电流，对仪器造成损坏。主要通过传感器和变频器之间的电源线或励磁线圈或流量信号线引入，尤其是从控制室电源线引入。

(3)环境条件的变化

调试过程中，由于环境条件良好，流量计工作正常。一旦环境条件发生变化，运行中会出现新的干扰源，干扰仪器的正常运行，导致流量计的输出信号波动。

6.2故障现象及处理方法

6.2.1通电后无流量信号输出(1。如果电源或接线不正确，检查电源或接线是否符合规范要求。

(2)如果保险丝熔断，用万用表检查保险丝并更换。

(3)管道内无流动，确认阀门是否打开。

(4)如果转换器中的电路板损坏，可以通过替代方法进行检查和更换。

6.2.2管道内无流量，但有信号输出。

(1)电磁波干扰，检查信号电缆并屏蔽。

(2)杂散电流干扰，检查接地电阻，重新接地。

(3)传感器参数设置不正确，重置参数，降低增益。6.23输出信号波动很大

(1)被测液体含有大量气泡或被测液体混合不均匀，传感器安装位置发生变化。

(2)管道振动或晃动大，在流量计上游2-31处安装固定支架。

(3)电极材料选择不当，重新选择电极。

6.24测量值与真实值之间的偏差较大

(1)安装位置不正确，需要重新安装。

(2)传感器测量导管中有附件，将其取出进行清洁。

(3)传感器衬里磨损严重，请检查并更换。

(4)参数设置不正确，根据实际情况重新设置参数。

7结束语

由于电子技术的快速发展和元器件的集成化、小型化和智能化，集成式污水流量计转换器的体积大大减小。随着矩形波激励和非均匀磁场的使用，传感器要求使用测量直管，其长度、体积和重量进一步缩短。近年来，集成污水流量计的主要方向是直径200以下、传感器和转换器相结合的智能集成污水流量计。
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