摘要(yào):市政環保行業(ye)正處在數字化(huà)轉型升級階段(duàn),其🈲目标就是💔業(ye)内一直倡導的(de)智慧水務,但數(shu)字化概念🌈的提(ti)出在操作層面(mian)顯得更爲明确(que)。流量計 作爲數(shu)字化建設底層(céng)信息采集單元(yuan),它的選用和應(ying)用十分重要。本(běn)文對市政環保(bao)行業流量計的(de)技術特點進🏒行(hang)分析探讨,明确(què)不同工況中流(liú)量計選用的适(shi)⛱️合性,以達到市(shi)政環保👨‍❤️‍👨項目數(shu)據可靠、運行穩(wen)定及施工方便(bian)的效果。另外,在(zài)流量計🈲融合數(shu)字🔆化通信技術(shu)方面,結合國内(nèi)外工業互聯網(wǎng)物聯網的應用(yòng)發展對流量計(jì)技術今後的發(fa)展趨勢提出展(zhan)望。
　　在市政環保(bao)項目中,流量計(jì)是應用廣泛的(de)儀表之一⭐。流量(liang)是指🍉單位時間(jian)内流經封閉管(guǎn)道或明渠有效(xiào)截面的流體量(liang)，流量計可以根(gen)據工況需要給(gěi)出現場所👌需的(de)瞬時流量及累(lei)計流量。其介質(zhì)可以爲液體和(he)氣體。常用流量(liàng)計可以🔱按原理(li)分爲電磁流量(liang)計、超聲波流量(liàng)計、 渦街流量計(jì) 、 質量流量計 、差(cha)壓流量計及明(ming)渠流量計等。目(mù)前在市政領域(yu)應用是電磁流(liú)量計、超聲波流(liú)量計及明渠流(liú)量計。本文簡要(yào)介紹這幾種流(liú)量計的原理和(he)使用，上的注意(yi)事項。
1電磁流量(liàng)計
　　電磁流量計(jì) 以優異的精度(dù)和穩定性,在市(shì)政環保領域使(shi)用廣泛，見圖1。它(ta)具📞有耐腐蝕、無(wú)阻流部件、雙向(xiàng)測量與測量範(fan)圍廣(100:1~1000:1)等特㊙️點。其(qi)原理爲法拉第(di)電磁感應原理(li),計算公式爲:
 
　　式(shi)中:Um爲測量電壓(yā)産生的和流體(ti)流向正交的電(dian)磁場;B爲測量電(diàn)🤟壓的磁通密度(du),穿過流體介質(zhi)并正交于流✂️體(ti)流向;V爲介質流(liu)速;d爲測量管道(dao)内徑;k爲比例🤞系(xi)數或傳感器常(cháng)數
 
　　電磁流量計(jì)的精度一般在(zài)0.2%~0.5%,要求介質電導(dao)率不小于5μS/cm,其原(yuán)理,見圖2。對于市(shì)政水處理的的(de)工藝要求，管徑(jìng)範圍可以從DN15到(dào)DN2200(目前市🌍場最大(dà)口徑的電磁流(liu)量計DN3000,但由于安(an)裝成本和實際(jì)精度等因素,本(běn)文不推薦使用(yòng))。
 
2超聲波流量計(ji)
　　超聲波流量計(ji)分爲插人式和(he)外夾式，可測量(liàng)非導電📱介質,最(zuì)大的測量管徑(jing)可以達到10m(外夾(jia)式),見圖3。
 
　　大多數(shù)的超聲波流量(liang)計的測量基本(běn)原理采用時差(cha)法，其表達👨‍❤️‍👨式如(ru)下:
 
　　插入式超聲(sheng)波具有免維護(hù)、不受電磁影響(xiǎng)、可帶壓❗安裝、無(wú)需中斷流體等(deng)特點,在市政管(guǎn)網應用中具有(you)無可比♈拟的優(you)勢⛹🏻‍♀️,見圖4.
 
3明(ming)渠流量計
　　 明渠(qú)流量計 是測量(liang)許多非滿水、大(dà)流量(或小流量(liàng))的儀器,在自然(rán)流動的自由水(shui)面狀态下測量(liàng)流體的流量
　　其(qí)原理爲:利用明(míng)渠在特殊堰槽(cáo)中的液位與流(liu)量的🌈線性🔱關系(xi)進行流量測量(liàng)，見圖5。
 
　　此種方式(shi)的測量精度與(yǔ)超聲波液位計(jì)的精度有直接(jiē)的關系，最高精(jīng)度可達到1mm。
4流量(liang)計的安裝與應(ying)用.
4.1流量計在市(shi)政環保項目中(zhong)的應用
　　目前大(dà)體分爲3類典型(xíng)應用:污水廠、淨(jing)水廠及管網。流(liu)🧑🏾‍🤝‍🧑🏼量計的選🐆擇需(xū)要考慮現場的(de)工況與施工要(yao)求,現分析如下(xià):新建淨🏒水廠、污(wu)水廠及管網在(zài)安裝條件允許(xu)🌈的情況下,安裝(zhuang)電磁流量計是(shi)不錯的選擇,但(dan)在安裝中需注(zhù)意一-些情況🚶。由(yóu)于電磁流量計(jì)的♻️特性,測量介(jiè)👄質需滿管,如不(bu)滿足滿管條件(jian),請參考圖6的建(jiàn)議。
 
　　前5後3直管段(duàn)必須具備(尤其(qí)大口徑電磁流(liú)量計),見圖7.
　　可以(yi)縮徑(角度α≤8°),但不(bú)允許擴徑，見圖(tú)8。
 
　　不(bu)可測量含氣液(ye)體，如液體内有(you)氣體,需提前做(zuo)好排氣。
　　接線時(shi)需要注意:不可(kě)錯接、不可漏接(jie)、不可有潮氣進(jin)入,并且💰一定注(zhu)意周邊的電磁(cí)幹擾及振動幹(gàn)擾。
　　供水老舊管(guǎn)網改造或DMA(districtmeasuringarea)流量(liàng)分區計量項目(mù)中,優先選擇超(chao)聲波流量計。城(cheng)鎮老舊供水管(guan)網改造或DMA分🧡區(qū)計⭐量,需要加💘入(rù)大量流量計進(jin)行計量,會遇到(dào)供水管網施工(gong)難🔱度大、斷🔞流影(ying)響大的問題。如(ru)果此時選用電(diàn)磁流量計,勢必(bi)需要破管、停水(shuǐ)、安裝法蘭,而且(qiě)時間會比🈲較長(zhang)。這種工況如果(guǒ)采用✉️可帶壓安(ān)裝的超聲波.流(liú)量計,将會最大(dà)限度地避免上(shang)述情況的發生(sheng)。
　　在進行超聲波(bō)流量計安裝的(de)時候,需要注意(yì)下面🈚幾點:
(1)需要(yào)專業的安裝團(tuan)隊進行操作,安(an)裝的專業與否(fou)對插人式🔴超聲(sheng)波流量計的精(jing)度影響非常大(da)，見圖9。

 
(2) 超聲波流(liu)量計 的安裝需(xu)要預留足夠的(de)空間，見圖10。
 
(3)安裝(zhuang)時盡量避開雨(yu)季(尤其是南方(fāng)城市),避免線纜(lan)、變送器進水
　　圓(yuan)形非滿管測量(liàng),可以選擇可測(ce)量圓管的明渠(qu)流量🤟計💔,見圖11和(hé)圖12。
 
　　城鎮排水管(guǎn)網中的圓形管(guǎn)道是排水管道(dào)中數量最多💞的(de)，而且大部分屬(shu)于非滿管。這一(yi)類管道的流量(liàng)測量一直是水(shui)行業中的一個(ge)難點。由于該難(nan)點的存在,導緻(zhi)市場中出現了(le)大量的概🈲念性(xing)的非滿🌐管流量(liang)計，對于推進此(cǐ)問題的解決提(ti)供了衆多的可(kě).參考方案🐪。
　　現在(zai)本文推薦一種(zhǒng)簡單易行且有(you)效的方案:内置(zhì)🌐圓管測量的明(míng)渠流量計。
　　此類(lei)明渠流量計内(nèi)置了圓管明渠(qu)的測量程序，選(xuǎn)擇好超聲波液(yè)位探頭的安裝(zhuāng)位置進行安裝(zhuang)即可,同時在流(liu)量計設置菜單(dān)中找到圓管測(cè)量并進行相應(yīng)設置即可。
　　但此(cǐ)類明渠測量值(zhí)不可用于貿易(yi)交接使用,可以(yǐ)🏃🏻‍♂️作💔爲參考值進(jìn)行記錄
5流量計(ji)的技術發展探(tàn)讨
5.1無線通信技(jì)術
　　流量測量重(zhòng)要且複雜,近年(nian)來與網絡技術(shù)的結合使流量(liang)計的🛀🏻應用更爲(wèi)簡便,在人機交(jiao)互上更豐富。如(rú)通過與無線遠(yuan)傳技術的結合(hé),流量測量突破(pò)了物理距離的(de)限制。工業水監(jiān)測的場合❄️.目前(qian)流量儀🤟表應用(yong)在較典型的🧡無(wu)線應用有:藍牙(yá)Bluetooth無線HART(WirelessHart).GPRS/CDMA.LoRa和NB-IoT等,其中(zhōng)後者是最近物(wu)聯網技術進入(ru)到工業領域中(zhong)的應用。但通過(guò)不同應用場合(hé)或從經濟性和(hé)實用性等需求(qiu)考慮.無線和以(yi)太㊙️局域網LAN技術(shu)組合應用.是🌂時(shí)下比較流行的(de)通信組合,有着(zhe)廣闊應用前景(jǐng)。
　　遠程診斷和檢(jian)驗爲廣大用戶(hù)提供了實時的(de)精度追蹤和遠(yuan)🙇‍♀️程維護的工具(ju)。無線通信和互(hù)聯網的應用在(zài)市政流量測量(liàng)應用中的一個(gè)熱點應用:即流(liu).量計的🏒遠程檢(jiǎn)驗和校驗技術(shu)與通信技術的(de)結合。
　　目前國内(nèi)外流量計的生(sheng)産廠商都發展(zhan)出在線流量檢(jiǎn)驗的工💋具包,簡(jiǎn)化了市政用戶(hù)監測流量儀表(biǎo)的應✊用狀況。可(kě)以預見，與無線(xiàn)遠程技術的結(jié)合.對流量精度(du)跟蹤到流量計(ji)的使用狀況✌️評(ping)估乃至發🐪展到(dao)預先🔞判斷故障(zhàng)🔞發生的時間和(hé)地點是切實可(ke)💘行的技術必🏃🏻‍♂️然(ran)。态勢感知測量(liang)或故障預測等(děng)系列🈲測量領域(yù)的✏️前沿技術也(yě)必将🌏爲流量計(ji)帶來更廣🌍闊的(de)應用前景。但同(tong)時一些基本的(de)應用基礎也制(zhì)約着這些應用(yong)的發🌈展,比較典(dian)型和突出的問(wèn)題有數據格式(shi)的統一.或者說(shuō)底層測量單元(yuan)和監測單元的(de)無縫鏈接問題(tí)。
5.2網絡安全
　　互聯(lian)網技術的融合(he)賦予用戶對流(liú)量計及監控系(xì)統更多的♋自主(zhǔ)和靈活性。如流(liu)量計和相關檢(jian)測單❓元的📧信息(xī)上雲,這可爲使(shǐ)用者突破原有(you)層級限制🍓,信息(xi)的獲取會更迅(xun)捷和扁平化。用(yòng)戶排除故障所(suǒ)花費的成本大(dà)爲降低,預計今(jin)⭐後流量計💋的數(shu)量會越來越多(duō)。但網絡技術的(de)應用也不可避(bì)免地會帶✏️來網(wǎng)路安全⛹🏻‍♀️等問題(tí),特别如前文談(tan)到的區域😘計量(liang)等流量數據其(qí)實是屬于企業(yè)和政府敏感的(de)數據,如何保護(hu)信息安全,是市(shi)政用戶特别是(shi)項目決策者關(guān)心的問題。
　　可以(yi)預見,新技術的(de)相互結合将大(dà)幅度促進流量(liàng)計的數量增加(jiā)性能提升和成(cheng)本降低,而更多(duo)的流量數據和(he)相關數據✌️的獲(huo)得,爲流量數據(jù)的充分挖掘利(li)用提供可⛱️能。供(gong)職的企業爲許(xu)多工業領域提(ti)供過縱深防禦(yu)和安全隔離的(de)工業網絡安全(quán)的解決方案。爲(wèi)市政工業網絡(luo)安全系統架構(gòu)可以結合本行(hang)業技術💞特點,再(zai)借鑒其它🐅工業(yè)領域的網絡安(ān)全技術,迅速建(jian)立起市政工業(ye)數字化網絡解(jiě)決方案

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