水處理系統常用儀表選型及設計注意事項

　　1.儀表選配的一般要求
　　
　　（1）度：是指在正常使用條件下，儀表測量結果的準確程度，誤差越小，度越高。
　　
　　生產過程物理檢測儀表的度為±1%，水質分析儀表的精1f77確度為±2%（測高濁水的濁度儀的度為±5%）。
　　
　　（2）響應時間：當對被測量進行測量時，儀表指示值總要經過一段時間才能顯示出來，這段時間即為儀表的響應時間。一只儀表能不能盡快反應出參數變化的情況，是很重要的指標。對水質分析儀表要求的響應時間應不超過3min。
　　
　　（3）輸出信號：儀表的模擬輸出應是4~20mADC信號，負載能力不小于600Ω。
　　
　　（4）儀表的防護等級應滿足所在環境的要求，一般應不低于IP65，用于藥劑投加系統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。
　　
　　（6）現場監測儀表宜選用數顯儀。
　　
　　（7）儀表的工作電源應獨立，不應和計算機共用電源，以保證發生故障和檢修時電源互不干擾，使各自都能穩定可靠地運行。
　　
　　（8）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，設計選配的電壓及電流變送器的輸入信號應比電流及電壓互感器大，即分別為0~6A及0~120V。
　　
　　（9）應選擇能夠提供可靠服務和有豐富經驗的儀表生產廠商。
　　
　　2.水位測量
　　
　　選擇液位計時應考慮以下因素：（1）測量對象，如被測介質的物理和化學性質，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，浮球將產生與液位變化相同的位移。可用機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，其輸出端有開關控制和連續輸出。
　　
　　在凈水廠的設計中，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。根據被測介質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
　　
　　在容器內插入電極，當液位變化時，電極內部介質改變，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點：傳感器無機械可動部分，結構簡單、可靠;度高;檢測端消耗電能小，動態響應快;維護方便，壽命長。缺點是被測液體的介電常數不穩定會引起誤差。電容式液位計一般用于調節池、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射、接收換能器組成。發射換能器面對液面發射超聲波>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。根據發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，以達到提高生產自動化水平，改善生產工藝條件，提高產品質量和產量的目的。另一種用于流量的計量，不僅計量產品的產量，還是供水企業主要技術經濟指標計算的依據。在供水企業zui主要的8項經濟指標中，有3項指標是以流量計測量的數據為基礎的。
　　
　　流量計的選型應考慮以下因素：
　　
　　（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）根據行業要求，流量計的準確度應不低于2.5級。
　　
　　（4）安裝現場條件應滿足所選流量計對直管段的要求。
　　
　　（5）所選流量計應能適應安裝現場環境條件如溫度、濕度、電磁干擾等。
　　
　　（6）所選流量計應能適用于待測的液體介質。
　　
　　目前，在給水工程設計中，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用法拉弟電磁感應定律，由傳感器和轉換器組成。
　　
　　在測量中，液體本身為導體，磁場通過安裝在管路中的兩個線圈產生。線圈由交流或直流電源勵磁，磁場作用于管道內流動的液體，在管道中產生一個與被測流體平均流速V相對應的電壓，且該電壓與流體的流速分布無關。
　　
　　與管道絕緣的兩個電極監測液體的感應電壓。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。
　　
　　電磁流量計的優點：
　　
　　（1）測量不受被測液體的溫度、壓力或粘度的影響。
　　
　　（2）沒有壓力損失。
　　
　　（3）能連續測量，測量度高。
　　
　　（4）口徑范圍和測量范圍大，測量范圍連續可調。
　　
　　（5）與流速分布無關。
　　
　　（6）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）穩定性好，輸出為標準化信號，可方便地進入自控系統。
　　
　　（8）變送器導管內壁有襯里材料，具備良好的耐腐、耐磨性。
　　
　　（9）轉換器體積小，消耗功率小，抗干擾性能強，便于現場觀察。
　　
　　應用于水處理系統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，防止顆粒雜質沉積，影響電極工作。測量管內應為滿管，不允許大量氣泡通過傳感器，當不能滿足條件時，應采取相應措施。
　　
　　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，傳感器應有良好的單獨接地線，且接地電阻應小于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壁和外壁之間是絕緣的，被測介質沒有接地電位，所以，將傳感器接地環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使用以來，效果一直較好。
　　
　　轉換器應安裝在符合其防護等級要求的場所，在滿足安裝環境、使用要求的前提下，轉換器與傳感器之間的距離和連接電纜越短越好，以節約投資，減少可能產生的強電信號的干擾。
　　
　　b.超聲流量計
　　
　　zui近十幾年來，由于電子技術的發展，超聲流量計才得以應用于流量測量。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，測量從發射到接收而產生的時間差，據此測出流速。
　　
　　超聲流量計的主要優點：
　　
　　（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。
　　
　　（2）口徑范圍大，且價格不受管徑影響。
　　
　　（3）測量可靠性高。
　　
　　（4）無壓力損失。
　　
　　（5）不受流體參數影響。
　　
　　（6）輸出標準化直流信號，可方便地進入自控系統。
　　
　　選用超聲流量計要特別注意傳感器的安裝誤差、管道內壁結垢、防腐層均勻與否，這些因素對測量結果影響很大。另據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。
　　
　　由于自來水行業為連續生產，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，作為企業的標準器具，再用比對的方式定期檢測在線流量計。