【摘要】對(dui)工業循環冷卻水(shui)處理設施中常用(yong)儀表的🔴選型及安(an)裝進行了分析和(hé)探讨，可作爲實際(ji)工程的參考。
1概述(shu)
工業循環冷卻水(shui)處理設施如同主(zhǔ)工藝生産的生命(ming)線，循環水🏃🏻處理設(shè)施的正常運行對(dui)于主工藝正常的(de)生産🛀🏻和維護設備(bèi)的安全起着至關(guān)重要的作用。而水(shuǐ)處理的每一個☂️環(huán)節總是與相應的(de)儀表及自控技術(shu)🧑🏾🤝🧑🏼有關。
儀表能連續(xu)檢測各水系統參(cān)數，并根據這些參(can)數進行手動或自(zì)動控制，協調供需(xu)之間、系統各組成(cheng)部分之間、各水處(chu)理工藝之間的關(guan)系，以便使各種設(shè)備與設施得到更(gèng)充分、合理的使用(yòng)；同時，檢測儀表測(ce)定的數值與設定(ding)值可連續進行比(bǐ)較，發生偏差時，立(lì)即進行調整，從而(er)🌈保證水處理質量(liang)。另外儀表還具有(you)連續檢測、越限報(bào)警的功能，便于及(ji)時處理事故，也是(shi)實現🧑🏾🤝🧑🏼計算機控制(zhì)的前提條件。所以(yǐ)在工✨業循環冷卻(què)水處🌏理設施中自(zì)動化⁉️儀表具有非(fei)常重要的作用。
工(gōng)業循環水處理設(she)施常用的儀表有(you)液位計、流量計、溫(wēn)度計❤️、壓力表、電導(dǎo)率儀等。就上述儀(yi)表的選型及安裝(zhuāng)進行了分析和探(tan)讨，可作爲實際工(gong)程的參考。
2循環水(shui)處理設施中各種(zhǒng)常用儀表的選型(xíng)
2.1液位計
常用的液(ye)位計有連通器式(shì)、浮球式、
超聲波液(ye)位計
、
雷達液位計(jì)
、
磁翻闆液位計
等(deng)。上述液位計的原(yuan)理、特點及應用範(fan)圍如下。
（1）連通器式(shì)液位計
原理：普通(tong)的玻璃管液位計(jì)。
特點：結構簡單、直(zhí)觀，适于現場使用(yong)，但易破損，内表面(miàn)易沾染污物，造成(cheng)讀數困難，不便于(yú)遠傳和調節。
（2）浮球(qiú)式液位計
原理：在(zai)液體中放入一個(gè)空心的浮球，當液(yè)位變化時，浮球🛀🏻将(jiang)産生與液位變化(hua)相同的位移，可用(yòng)機械或電的方法(fǎ)來測得浮球的位(wei)移。
特點：精度爲±(1~2)%，其(qi)輸出端有開關控(kong)制和連續輸出。它(tā)🌈結構簡❄️單♈、價格較(jiào)低，不适用于高粘(zhan)度的液體。
（3）超聲波(bo)液位計
原理：利用(yòng)超聲波在氣體、液(yè)體的衰減、穿透能(néng)力和聲阻抗不同(tong)的性質來測量兩(liǎng)種介質的界面，
特(tè)點：精度爲±0.5%。此類儀(yi)表精度高、反應快(kuai)，無機械可動部分(fèn)，可靠性高，安裝簡(jian)單、方便，屬于非接(jie)觸測量，且不受液(yè)體的粘度、密度等(deng)影響，但成本高、維(wéi)護維修困難。
（4）磁翻(fān)闆液位計
原理：由(yóu)磁性指示器和浮(fú)球兩部分組成。磁(ci)性指示器由裝有(yǒu)🈲小磁鋼的紅白相(xiàng)間的磁翻柱及護(hu)闆等🏃組成。裝有磁(ci)鋼的浮球随🐉液體(ti)上下移動時，浮球(qiu)内💋永久磁🏃🏻體的束(shù)性磁場将磁翻柱(zhu)翻轉180°，液位上升時(shi)♋，翻柱由白色轉爲(wei)紅色，液位下降時(shí)，翻柱由紅色轉✉️爲(wei)白色，從而⚽指示出(chu)液面的高度。當需(xu)要變送輸出❤️時，安(ān)裝一個平行于磁(cí)性指示器的幹簧(huang)管變送器，便可實(shí)現4～20mA或0～10mA電流信号遠(yuan)傳輸出；配上液位(wèi)報警開🌈關，還可實(shi)現液位的♻️上下限(xiàn)報警。
特點：除現場(chang)指示，還可配遠傳(chuan)變送器、報警開關(guān)、控制開關，檢測功(gong)能齊全。指示新穎(yǐng)、讀數直觀、醒目。指(zhi)示機構與被測🏃♂️介(jiè)質🈲完全隔離，因而(er)密封性好，可靠性(xìng)高，使用安全。結構(gòu)簡單，安裝方便，維(wéi)護費用低。耐腐蝕(shí)、無需電源、防爆🆚。
（5）雷(léi)達液位計
基本原(yuán)理與超聲波液位(wèi)計相近。
特點：精度(dù)較高，可靠性也高(gao)，使用方便，但價格(ge)比超聲波液位計(jì)略高。
根據各種液(yè)位計的特性，在工(gōng)業循環水處理設(shè)施🌈中，各種液位計(jì)的選型通常按照(zhao)如下的原則：①連通(tōng)器式🐉液位計通常(cháng)應用于不太重要(yào)的室内區域或是(shi)作爲其它液位計(jì)的備用，例如在工(gōng)藝主車間内平台(tai)上的安全水箱上(shang)可設該種液位計(jì)，以便于點🔞檢人員(yuán)的檢查，另外也作(zuo)爲安全水箱上磁(ci)翻闆液位計的備(bei)用；②浮球式液位計(jì)在工程中主要可(ke)🚶♀️用于與潛水泵相(xiàng)連鎖，控制普通集(ji)水井中潛水泵的(de)運行與停止，并可(kě)将集📞水井液位信(xin)号輸出；③超聲波液(yè)位計适用于各水(shui)處理👣構築物💞，如冷(leng)水池、熱水池、污泥(ni)槽、污泥濃縮池、純(chun)水或軟化水補水(shuǐ)池等；④磁鋼翻❄️闆液(ye)位計适用于既要(yào)求便于人工觀察(chá)，又要求有⭕信号✍️輸(shū)出的室内水箱或(huò)水池旁，如工藝主(zhǔ)車間内平台上的(de)安全水箱上設有(you)該種液位計⛹🏻♀️，安全(quan)水箱平台環境較(jiao)差，人工觀察較爲(wei)困難，因此采用了(le)這種液位計；⑤雷達(dá)液位計使用于重(zhong)要性較高的場合(hé)，如主工藝車間内(nèi)的水池或水箱，如(ru)果有水從水池🏃♀️或(huò)水箱中大量溢出(chū)會造成嚴👅重後果(guo)的場合。
2.2流量計
流(liu)量測量的用途有(yǒu)兩種，一種用于流(liú)量檢測，參與過程(chéng)控制，以檢驗水處(chù)理設施的供水能(neng)力是否滿足了主(zhǔ)工☁️藝正常生産的(de)🔴要求；另一種用于(yú)流量的計量，計量(liang)的結♈果送企業的(de)能🛀源中心✌️，作爲企(qi)業耗🙇♀️水技術經濟(jì)指标計算的依據(jù)。在目前自動化程(chéng)度✉️較高的工程中(zhong)，采用最多的是
電(diàn)磁流量計
和
超聲(sheng)流量計
。現分别叙(xù)述其原理與特點(dian)。
（1）電磁流量計
原理(li)：應用法拉第電磁(cí)感應定律，由傳感(gǎn)器和轉換器♌組成(chéng)。在🍉測量中，液體本(ben)身爲導體，磁場通(tong)過安裝在管🤟路中(zhong)✏️的兩個線💰圈産生(shēng)。線圈由交流或直(zhí)流電源勵磁，磁場(chǎng)作🛀🏻用于管道内流(liu)動的液體，在管道(dao)中産生一個與被(bèi)測流體平均流速(sù)V相對應👈的電壓，且(qiě)🔴該電壓與流體的(de)流速分布無關。
特(te)點：測量不受被測(ce)液體的溫度、壓力(li)或粘度的影響；沒(mei)有壓力損失；能連(lian)續測量，測量精度(dù)高；口徑範圍和測(ce)量♊範圍大，測量範(fan)圍連續可調；與流(liú)速分布🔱無關；前後(hou)直管段較短，前置(zhì)直👉管段爲5D(D爲儀表(biǎo)的直徑)，後置直管(guǎn)段爲3D；穩定性好，輸(shū)出爲标準化信号(hào)，可方便地進入自(zi)控系統；變送器導(dǎo)管内🔞壁有襯裏材(cai)🐪料，具備良好的耐(nai)腐、耐磨性；轉換器(qi)體積小，消耗功率(lǜ)小，抗幹☔擾性能強(qiang)，便于現場觀察♍。
（2）超(chāo)聲波流量計
原理(lǐ)：超聲波測量管道(dao)上安裝兩個換能(neng)器，因順流與逆流(liu)流速差别的影響(xiang)，測量從發射到接(jie)收而産🤞生的時間(jian)差，據🔞此測出流速(sù)。
特點：安裝維護方(fang)便；随着夾裝式傳(chuan)感器的廣泛使用(yong)，在⭐安裝和維護超(chāo)聲流量計時不需(xu)在管道上打孔或(huò)切斷流量，就可在(zai)已存在的應用場(chǎng)合很方便🏃地進行(hang)安裝，尤其适用于(yú)大口徑管道檢測(cè)系統；口徑範圍大(dà)，且價格不受管徑(jing)影響；測量可靠性(xing)高；無壓力損失；不(bu)受流體參數影響(xiǎng)；輸出标準化直流(liú)信号，可方便地📱進(jin)入自控系統；在流(liú)量計的上下遊要(yào)🐕有足夠的🍉直管段(duan)⚽，要求上遊最少不(bu)‼️小于10D，下遊大于5D。
工(gōng)業循環水系統中(zhōng)，決定采用電磁流(liu)量計或超聲波流(liú)量計的首要條件(jiàn)是水質，工業循環(huan)水包括工業淨循(xún)環水、軟化水⛱️循環(huan)水、純水循環水、濁(zhuó)循環水、含氧化鐵(tiě)皮粉末顆粒🔞的泥(ní)漿♈水，其中軟化水(shuǐ)循環水、純水循📞環(huan)水的電導率極低(dī)，應采用超‼️聲波流(liú)量🎯計，其餘水質的(de)循環水兩種流量(liang)計均可使用。
其介(jie)質本身性質包括(kuò)溫度、濁度、pH、含油量(liàng)等指标對流量👌計(ji)的要求相對較低(dī)。在小口徑管道中(zhōng)，超聲波流量🏃計的(de)價格🔞比電磁流量(liang)計高，而安裝的直(zhi)管段的長度比電(diàn)磁流量計長。目前(qian)的水處理設施中(zhong)，小口徑管道上通(tong)常選👈用電磁流量(liang)計；而大♈口徑管道(dao)上因流量計拆裝(zhuāng)比較困難，且電磁(ci)流量計的前後💃須(xu)安裝檢修♍切斷閥(fa)門，且大口🌂徑管道(dào)通常爲循環供水(shui)的總幹管，因此大(dà)口徑管道上可選(xuan)用超聲波流量計(jì)。
2.3溫度計
溫度測量(liàng)儀表按測溫方式(shì)可分爲接觸式和(he)非接觸❗式🆚兩大類(lei)。在工業循環冷卻(que)水處理系統中，水(shuǐ)溫不高，采用♻️的均(jun1)爲接觸式㊙️溫度計(jì)，将被測水溫送水(shui)處理主控室進行(hang)供水☁️水質的檢測(cè)，也🛀送能源中心或(huò)可反饋🔴信号控制(zhi)冷卻塔風機的轉(zhuǎn)速♌。通常來說接觸(chù)式測溫🐉儀表比較(jiao)簡單、可靠，測量精(jīng)度較高；但✊因測溫(wen)元件與被測介質(zhi)需要進行充分的(de)熱交換，需要一定(dìng)的時間才能達到(dào)熱平衡，所以存在(zài)測溫的🌈延遲現象(xiang)。
溫度測量儀表按(an)設備的集成方式(shì)可以分爲一體化(huà)和分體式兩類。循(xun)環水處理系統中(zhōng)一般使用一體化(huà)溫度計。一體化溫(wen)度計一般由測溫(wēn)探頭（
熱電偶
或
熱(rè)電阻
傳感器）和兩(liǎng)線制固體電子單(dān)元組成。采用固體(ti)模塊形式🚶♀️将測溫(wēn)探頭直接安裝在(zai)接線盒内，從而形(xing)成一體化的變送(song)器。一體🏃🏻化溫度計(ji)一般分爲熱電🚶♀️阻(zu)和熱電偶型兩種(zhong)類型。一體化溫度(dù)🌏計具有結構簡單(dan)、節省引線、輸出信(xìn)号大、抗幹擾能力(lì)強、線性好、顯示儀(yí)表簡單、固體模塊(kuai)抗震防潮、有反接(jie)保護和限流保護(hù)、工🔅作可靠等優點(dian)。一體化溫度計的(de)輸出爲統一的4～20mA信(xìn)号；可與微機系統(tǒng)或其🏃🏻♂️它常規儀表(biao)匹配🚶♀️使用。也可用(yòng)戶要求做成防爆(bào)型或防火型測量(liàng)儀表。
2.4壓力表
在工(gong)業循環水處理設(she)施中，
壓力表
設于(yú)循環給水、回水總(zǒng)管、水泵出水管以(yǐ)及過濾器、換熱🔆器(qi)等設🥰備的進出水(shuǐ)管上。壓力表主要(yao)由測壓元件傳感(gǎn)器、模塊電⛷️路、顯示(shi)表頭、表殼和過程(cheng)連接件等組成。它(tā)能将接收的液體(tǐ)等壓力信号轉變(bian)成👄标準的電流電(dian)壓信号，以供給指(zhǐ)示報警儀、記錄儀(yí)🏒、調節器等二次儀(yí)表進行測量、指示(shi)和過程調節。
壓力(lì)表測量原理是：流(liu)程壓力和參考壓(yā)力分别作🐉用于集(jí)成矽壓力敏感元(yuan)件的兩端，其差壓(ya)使矽片變形😍（位移(yí)很小，僅μm級），以使🔴矽(xī)片上用半導體技(jì)術制成的全動态(tài)惠斯頓電橋在外(wài)🔴部電流🔞源驅動下(xià)輸出正比于😘壓力(li)的mV級電壓信号🔞。由(yóu)于矽材料的強性(xing)極佳，所以輸出信(xìn)号的線🧑🏾🤝🧑🏼性度及變(biàn)差📧指标均很高。工(gōng)作時，壓力表将被(bei)測物理量轉換成(cheng)mV級的電壓信号，并(bìng)送往放大倍數很(hěn)高而又可以互相(xiang)抵消溫度漂移的(de)差動式放大器。放(fang)大後的信号經電(diàn)壓電流轉換變換(huan)成相應的電流信(xin)号，再經過非線性(xing)校正🤞，最後産生與(yǔ)輸入壓力成線性(xing)對應關系的标準(zhun)電流電壓信号。
壓(ya)力表輸出信号至(zhi)水處理控制室，主(zhu)工藝循環供水管(guan)上的壓🐇力信号還(hái)要直接送至主工(gōng)藝的操作🐪室。
2.5電導(dao)率儀
電導率儀是(shì)通過測量溶液的(de)電導值來間接測(cè)量離👣子濃度的流(liu)程儀表（一體化變(biàn)送器），可在線連續(xu)檢測🏃🏻♂️工業過程中(zhōng)水溶液的電導率(lü)。電導率儀主要由(yóu)電導池、電子⁉️模塊(kuài)、顯☀️示表頭和殼體(ti)㊙️組成。電子模塊電(diàn)路則由激勵電源(yuán)、電導池、電導放大(dà)器、相敏整流器、解(jiě)調器🔴、溫度補償、過(guò)🔞載保護和電流轉(zhuan)換等單🚩元組成。
由(yóu)于電解質溶液與(yu)金屬導體一樣的(de)電的良導體，因💔此(ci)電流🐅流過電解質(zhi)溶液時必有電阻(zu)作用，且符合歐🍉姆(mǔ)定律。但液體的電(dian)阻溫度特性與金(jin)屬導體相反，具有(you)負向溫度特🎯性。爲(wei)區别于金屬導體(tǐ)，電解質溶液的導(dao)電能力用電導（電(dian)阻的倒數）或電導(dǎo)率㊙️（電阻率的倒數(shu)）來表示。當兩個互(hu)相絕緣的電極組(zu)成電導池時，若在(zài)其中間放置待測(ce)溶液，并通以恒壓(yā)交變電流，就形成(chéng)了電♊流回路。如果(guǒ)将電壓大小🙇♀️和電(dian)極尺寸固定，則回(huí)路電流與電導率(lü)就存在一定的函(han)數關系。這樣，測了(le)待測溶液中流過(guò)的電流🏃🏻♂️，就能測出(chū)待測溶液的電導(dao)率。
在工業循環水(shuǐ)處理系統中，電導(dao)率儀輸出信号與(yu)🐆淨循⛹🏻♀️環、濁循環系(xi)統的冷水池強制(zhì)排污電動閥門♋連(lian)鎖，當冷水池中的(de)☂️水的電導率達到(dào)某一數值時，強制(zhì)排污電動閥門開(kai)啓，水池💋開始強🥵制(zhi)排污。
3循環水處理(lǐ)設施中各種常用(yòng)儀表的安裝
3.1液位(wei)計的安裝
連通器(qì)式、
浮球式液位計(jì)
、磁鋼翻闆式液位(wei)計無特殊的安裝(zhuāng)要求。
超聲波、雷達(da)液位計應安裝在(zài)最高水面以上，在(zài)一定範圍😄内向下(xià)至水面不得有任(ren)何障礙物(包括池(chi)壁)，防止障礙物🧡反(fǎn)射聲波幹擾測量(liang)數值。超聲波、雷達(dá)液位計一般安裝(zhuāng)在冷熱水⭕池、污泥(ní)槽或污泥濃縮池(chi)等構🈚築物上方，安(an)裝時應👉考慮便于(yú)⭕檢修，必要😘時應設(shè)置檢修平台。
3.2流量(liàng)計的安裝
流量計(ji)應盡量設置在明(míng)裝管道上，大口徑(jing)流量計一般都要(yào)㊙️安裝在地下，因此(cǐ)需設置儀表井。儀(yi)表井🌈通常采用鋼(gāng)筋混凝土結🔴構，不(bu)應有任何滲漏。室(shi)外的儀表井還需(xu)💛加蓋，并應防止雨(yu)水或其它水流從(cóng)蓋口淌入井内，必(bi)要🏃時，儀表井👨❤️👨應設(she)置自動排水設施(shi)。在設計儀表井時(shí)，還應注意儀表井(jǐng)檢修孔的大小必(bì)須滿足儀表吊裝(zhuang)的需求✉️。變送器應(ying)設在💞不受水氣侵(qin)蝕🆚處，如流量計引(yǐn)出線有足⛹🏻♀️夠長度(dù)，最好将變送器設(she)在有良好環境的(de)室内。與變送器連(lian)接的🏃♂️引出線不允(yun)許有任何形式的(de)接頭。屏蔽線應進(jìn)行良好的接地。
電(diàn)磁流量計的襯裏(li)材料多選用氯丁(dīng)橡膠，因其有較好(hǎo)的耐磨性，特别是(shi)在應用于濁循環(huán)水時。安裝時應注(zhù)意遠離外界的電(dian)磁場源，以免影響(xiang)傳感器👈的工作磁(ci)場及流量信号，傳(chuán)感✉️器水平安裝時(shi)，要求兩個電極的(de)中心軸🔞線處于水(shuǐ)平狀态，防止顆粒(li)雜質沉積，影響電(diàn)極工作。測量管内(nei)應爲滿管，不允許(xu)🏃🏻♂️大量氣泡通過傳(chuan)感器，當不能🈲滿足(zú)條件時，應采取相(xiang)應措施。爲使儀表(biao)可靠地工作，提高(gāo)測量精度，不受外(wài)界寄生電勢的⭐幹(gàn)擾，傳感器應有良(liang)好的單獨✨接地線(xian)，且接地電阻應⭐小(xiao)于10Ω，尤其是安裝在(zai)陰極保護管道上(shang)時。轉換器應安裝(zhuāng)在符合其防護等(děng)級要💯求的場所，在(zài)滿足安裝環境、使(shǐ)用要求的前提下(xia)，轉換器與傳感器(qì)之間的距離和連(lian)接電纜越短越好(hǎo)，以節約投資，減少(shao)可能産生的強電(dian)信号❄️的幹擾。
如選(xuan)用超聲流量計要(yao)特别注意傳感器(qi)的安裝誤差、管道(dao)内壁🈲結垢、防腐層(ceng)均勻與否，這些因(yīn)素對測⚽量結果影(ying)響很🥵大。另據超聲(shēng)流量計的測量原(yuán)理，隻有流速分布(bu)均勻時才能保證(zheng)測量的🌏精度。因此(cǐ)超聲波流量🚩計不(bú)應設置在管路變(biàn)化較大處。
3.3溫度計(jì)的安裝
由于工業(ye)循環水處理設施(shi)冷熱水池内不同(tong)的水位或是不同(tong)🐅的平面位置之間(jian)的溫度差别較大(da)，因⭕此建議溫度計(jì)一般安裝在循環(huán)冷卻給回水管、冷(leng)卻塔進🈲水總管上(shang)，以确保對循環水(shuǐ)系統溫度測量的(de)準确性🌏。埋地管道(dào)上的溫度計也可(ke)以設置在地下儀(yi)表井内。
3.4壓力表的(de)安裝
壓力表在安(an)裝時，測壓管進入(ru)傳感器以前應設(she)有阻尼裝置，以利(li)于測到穩定的壓(yā)力數值；還應注意(yi)傳感器安裝高度(du)對測量💯數值的影(yǐng)響，并在顯示數值(zhi)上加上傳感器到(dao)測壓點的高差轉(zhuǎn)換成的壓力值。
3.5電(diàn)導率儀的安裝
電(diàn)導率儀的電導池(chí)部分設于水池内(nei)，其餘部分均設于(yu)水池上。電導率儀(yí)的電導池應設置(zhì)在遠離冷熱水池(chi)補水管的地方，距(jù)⭐離補水管近的地(dì)方水質相對較🙇🏻好(hao)，電導率值較低。電(diàn)導池設置🙇♀️在離冷(lěng)熱水池補水管近(jìn)的地方，會造成對(duì)💛整個循環水系統(tǒng)水質判斷的不準(zhǔn)确，從而對循環水(shuǐ)系統的加藥、強制(zhi)排污等水質穩定(ding)工作帶來影響。
4小(xiao)結
檢測儀表的好(hao)壞直接關系到工(gong)業循環冷卻水系(xì)統的運行是否正(zhèng)常。在儀表的選用(yòng)時，從儀表的性能(néng)、質量、價格、備件情(qing)況、售後服務等方(fang)面進行反複比較(jiao)。要精度高；響應時(shí)間快；輸出信号可(kě)爲模拟量或開關(guan)量(根據實際要求(qiú)确定)；儀表的防護(hu)等級應滿足所在(zài)環境的要求，一般(bān)應不低于IP65；現場監(jian)測儀表宜選用數(shu)顯儀；儀表的工作(zuo)電源應獨立，不應(ying)和計算機共用電(dian)源，以保證發生故(gù)障和檢修時電源(yuan)互不幹擾，使各自(zì)都能穩定可靠地(di)運行；應選擇能夠(gou)提供可靠服務和(he)有豐富經驗的儀(yi)表生産廠商。
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