摘要(yào):市政環保行業正(zheng)處在數字化轉型(xíng)升級階段,其🙇‍♀️目标(biāo)✏️就是💘業内一直倡(chàng)導的智慧水務,但(dàn)數字化概念的提(tí)出在👣操作層面💃顯(xiǎn)得更爲明确。流量(liàng)計 作爲數字化建(jiàn)設底層信息采集(ji)單元,它的選用和(he)應用十分重要。本(ben)文對市政環保行(hang)業流量計的技術(shu)特😍點進行分析探(tàn)讨,明确不同工況(kuàng)中流量計選用的(de)适合性,以達到市(shì)政環保項目數據(ju)可靠、運行穩定及(ji)施工方便的效果(guo)。另外,在流量計✍️融(rong)合數字化通信技(jì)術方面,結合國🈲内(nèi)外工業互聯網物(wu)聯網的應用發展(zhǎn)對🔆流量計技術今(jīn)後的發展趨勢提(tí)出展望。
　　在市政環(huán)保項目中,流量計(jì)是應用廣泛的儀(yí)表之一🌍。流量是指(zhǐ)🔴單位時間内流經(jing)封閉管道或明渠(qú)有效截面的流體(tǐ)量，流量計可以根(gen)據工況需要給出(chū)現場所需的瞬時(shi)流量🔴及累計流量(liang)。其介質可以爲液(ye)體和氣體。常用流(liu)量計可以按原理(li)分爲電磁流量計(jì)、超聲波流量計、 渦(wō)街流量計 、 質量流(liú)量計 、差壓流量計(jì)及明渠流量計等(děng)。目前在市政領域(yu)應用是電⭐磁流❌量(liang)計、超聲波流量計(ji)及明渠流量計。本(ben)文簡🔞要介紹這幾(jǐ)種流量計的原理(li)和使用，上的注意(yi)事項。
1電磁流量計(jì)
　　電磁流量計 以優(you)異的精度和穩定(ding)性,在市政環保領(ling)域使用廣泛，見圖(tu)⭕1。它具有耐腐蝕、無(wú)阻流部件、雙向測(ce)量與測量範圍廣(guang)(100:1~1000:1)等特點。其原理爲(wèi)法拉第電磁感應(ying)原理👨‍❤️‍👨,計算公式爲(wèi):
 
　　式中:Um爲測量電壓(ya)産生的和流體流(liú)向正交的電磁場(chang);B爲♌測🧡量電壓的磁(ci)通密度,穿過流體(ti)介質并正交于流(liu)體流向;V爲介質流(liu)速;d爲測量管道内(nèi)徑;k爲比例系數或(huò)傳感器常數
 
　　電磁(ci)流量計的精度一(yī)般在0.2%~0.5%,要求介質電(diàn)導率不小于🌈5μS/cm,其原(yuan)理,見圖2。對于市政(zheng)水處理的的工藝(yì)要求，管徑範🐉圍可(ke)以從DN15到DN2200(目🈲前市場(chǎng)最大口徑的電磁(cí)流量計DN3000,但由于安(ān)裝💋成本和🍉實際精(jīng)度等因素,本文不(bú)推薦使用)。
 
2超聲波流量(liang)計
　　超聲波流量計(jì)分爲插人式和外(wai)夾式，可測量非導(dao)電介💃質☎️,最大的測(ce)量管徑可以達到(dao)10m(外夾式),見圖3。
 
　　大多(duō)數的超聲波流量(liàng)計的測量基本原(yuan)理采用時差法，其(qi)表達式如下:
 
　　插入(ru)式超聲波具有免(miǎn)維護、不受電磁影(ying)響、可帶壓安裝、無(wú)需中斷流體等特(te)點,在市政管網應(yīng)用中具有無可比(bi)拟的優勢,見圖4.
 
3明(míng)渠流量計
　　 明渠流(liú)量計 是測量許多(duō)非滿水、大流量(或(huo)小流量)的儀器,在(zai)自然流動✏️的自由(you)水面狀态下測量(liang)流體的流量
　　其原(yuan)理爲:利用明渠在(zài)特殊堰槽中的液(ye)位與流量的線性(xing)🔴關系進行流量測(ce)量，見圖5。
 
　　此種方式(shi)的測量精度與超(chāo)聲波液位計的精(jing)度有直🥰接的關⛱️系(xì)，最高精度可達到(dao)1mm。
4流量計的安裝與(yǔ)應用.
4.1流量計在市(shì)政環保項目中的(de)應用
　　目前大體分(fen)爲3類典型應用:污(wū)水廠、淨水廠及管(guan)網👨‍❤️‍👨。流量計🏃🏻的選擇(ze)需要考慮現場的(de)工況與施工要求(qiu),現分析如下:新建(jian)淨水廠、污水廠及(ji)管網在安裝條件(jian)允許的情況下,安(ān)裝電磁流量計是(shi)不錯的選擇,但在(zai)安裝中需注意一(yi)-些情況。由于電磁(ci)流量計的特性,測(cè)量介🏃🏻‍♂️質需滿管,如(rú)❓不滿足滿管條件(jiàn),請參考圖6的建議(yi)。
 
　　前5後3直管段必須(xū)具備(尤其大口徑(jing)電磁流量計),見圖(tú)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼7.
　　可以縮徑(角度α≤8°),但(dan)不允許擴徑，見圖(tu)8。
 
　　不可測(ce)量含氣液體，如液(yè)體内有氣體,需提(tí)前做好排氣。
　　接線(xian)時需要注意:不可(kě)錯接、不可漏接、不(bú)可有潮氣進入,并(bing)且一定注意周邊(biān)的電磁幹擾及振(zhen)動幹擾。
　　供水老舊(jiù)管網改造或DMA(districtmeasuringarea)流量(liàng)分區計量項目中(zhong),優先選擇超🥵聲波(bo)流量計。城鎮老舊(jiu)供水管網改造或(huo)DMA分區計量,需♌要加(jia)入大量流量計進(jìn)行計量,會遇到供(gòng)水管網施工難度(dù)大、斷流影響大的(de)問題。如果此時選(xuan)用電磁流量計,勢(shi)⛹🏻‍♀️必需要破管、停水(shui)、安裝法蘭,而👌且時(shí)間會比較長。這種(zhong)工況如果采用可(kě)帶壓安裝👉的超聲(shēng)波.流量計,将會最(zuì)大限度地避免上(shàng)述情況💃🏻的發生。
　　在(zai)進行超聲波流量(liàng)計安裝的時候,需(xu)要注意下面幾點(diǎn):
(1)需要專業的安裝(zhuāng)團隊進行操作,安(ān)裝的專業與否對(dui)插人式🏃‍♀️超聲波流(liu)量計的精度影響(xiang)非常大，見圖9。

 
(2) 超聲(sheng)波流量計 的安裝(zhuang)需要預留足夠的(de)空間，見圖10。
 
(3)安裝時(shí)盡量避開雨季(尤(you)其是南方城市),避(bì)免線纜、變送器💞進(jin)💔水
　　圓形非滿管測(ce)量,可以選擇可測(cè)量圓管的明渠流(liú)量計,見圖⛱️11和圖12。
 
　　城(chéng)鎮排水管網中的(de)圓形管道是排水(shuǐ)管道中數量最多(duo)的，而💛且大部分屬(shu)于非滿管。這一類(lei)管道的流量測量(liang)一直是水行業中(zhong)的一個難點。由于(yú)該難點的存在,導(dǎo)緻市場中出現了(le)大量的概念性的(de)非滿管流量計☎️，對(dui)于推進此問題的(de)解決提供了衆多(duo)的可.參考方案。
　　現(xiàn)在本文推薦一種(zhong)簡單易行且有效(xiao)的方案:内置圓❌管(guan)測量的明渠流量(liàng)計。
　　此類明渠流量(liàng)計内置了圓管明(míng)渠的測量程序，選(xuǎn)擇好超聲波液位(wèi)探頭的安裝位置(zhi)進行安裝即可,同(tong)時在流量計設置(zhi)菜單中找到圓管(guan)測量并進行相應(ying)設置即可。
　　但此類(lèi)明渠測量值不可(ke)用于貿易交接使(shi)用,可以作爲參考(kǎo)值進行記錄
5流量(liàng)計的技術發展探(tàn)讨
5.1無線通信技術(shu)
　　流量測量重要且(qie)複雜,近年來與網(wang)絡技術的結合使(shi)流量🛀🏻計的應用更(geng)爲簡便,在人機交(jiao)互上更豐富⛱️。如通(tōng)過與無線遠傳技(ji)術㊙️的結合,流量測(cè)量突破了物理距(jù)離的限♋制。工業🥰水(shui)監測的場合.目前(qián)流量儀🔞表應用在(zai)較典型的無線應(ying)用有:藍牙Bluetooth無📱線HART(WirelessHart).GPRS/CDMA.LoRa和(he)NB-IoT等,其中後者是最(zuì)近物聯網技術進(jin)入到工業領域中(zhong)的應用。但通過不(bu)同應用場合或從(cong)經濟性和實用性(xìng)♌等需求考慮.無線(xian)♈和以太局域網LAN技(ji)🈲術組合應用.是時(shi)下比較流行的通(tōng)信組合,有着廣闊(kuò)應用前景。
　　遠程診(zhěn)斷和檢驗爲廣大(da)用戶提供了實時(shí)的精度追🈲蹤和遠(yuan)程維護的工具。無(wu)線通信和互聯網(wang)的應用在✨市政流(liu)量測量應用中的(de)一個熱點應用:即(ji)流.量計的🔞遠程檢(jian)驗和校驗技術與(yu)通信技術的結合(hé)。
　　目前國内外流量(liàng)計的生産廠商都(dōu)發展出在線流💃🏻量(liàng)✏️檢驗的工💋具包,簡(jiǎn)化了市政用戶監(jian)測流量儀表🐆的應(yīng)用狀✍️況。可❄️以預見(jian)，與無線遠程技術(shu)的結合.對流量精(jīng)度跟蹤到流量計(ji)的使用狀況評估(gu)乃至發展到預先(xiān)🌈判斷故障發生的(de)時間和地點是切(qie)實可行的技術必(bì)然。态勢感知🐆測量(liàng)或故障預測等系(xì)列🆚測量領域的前(qian)沿技術也必将爲(wei)流量計帶來🔞更廣(guǎng)🔴闊的應用前景。但(dan)同時一⭐些基本的(de)應用基礎也制約(yuē)着這些應用的發(fa)展,比較典型和突(tu)出的問題有數據(ju)格式的統一.或者(zhe)說底層測量單元(yuan)和監測單元的無(wú)縫鏈接問題。
5.2網絡(luo)安全
　　互聯網技術(shù)的融合賦予用戶(hu)對流量計及監控(kong)系統更多的🍓自主(zhu)和靈活性。如流量(liàng)計和相關檢測單(dān)元的信息🛀上雲,這(zhe)可㊙️爲使🌈用者突破(po)原有層級限制✏️,信(xin)息的獲取會更迅(xùn)捷☀️和扁平化。用戶(hù)排除故障所花費(fèi)的成本大爲降低(dī),預計今📱後流量計(ji)💜的數量會越來越(yuè)多。但網絡技術的(de)應用也不可避免(mian)地會帶來網路安(ān)全等問題,特别如(rú)前⚽文談到的區域(yù)計量等流量數據(ju)其實💋是屬于✉️企業(ye)和政府敏感的數(shu)據,如何保護信息(xi)安全,是市政用戶(hù)特别✨是項目決策(ce)者關心的問題。
　　可(kě)以預見,新技術的(de)相互結合将大幅(fú)度促進流量🈲計的(de)💃數量增加性能提(tí)升和成本降低,而(ér)更多的流👉量數據(jù)和相關數據🛀🏻的獲(huo)得,爲流量數據的(de)充分挖📞掘利用提(tí)供可能。供職的企(qi)業爲許多工業領(lǐng)域提💋供過縱深防(fáng)禦和安全隔離的(de)工業網絡安全的(de)解決方案。爲市政(zheng)工業網絡♍安全系(xi)統架構可以結合(he)🈲本行業技術特點(diǎn),再借鑒其它工業(ye)領域的網絡安🌍全(quan)技術,迅速建立起(qi)市政工業數字化(hua)網絡解決方🐕案

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