摘要(yào):市政環保行業正(zheng)處在數字化轉型(xing)升級階段,其目标(biao)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(liang)計 作爲數字化建(jian)設底層信息采集(jí)單元,它的選用和(he)應🔴用十分重要。本(ben)文對市政環保行(háng)業流量計的技術(shù)特點進行分🔞析探(tan)讨,明确不同工況(kuang)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(jí)施🈲工方便的效果(guǒ)。另外💘,在流量計融(rong)合數字化通信技(ji)術方面,結合國内(nei)外工業互聯網物(wu)聯網㊙️的應用發展(zhan)對流量計技術今(jīn)後的發展趨勢提(ti)出展望。
　　在市政環(huán)保項目中,流量計(ji)是應用廣泛的儀(yí)表之一。流量是指(zhi)單位時間内流經(jing)封閉管道或明渠(qú)有效截面的流體(ti)量，流量計可以根(gen)據工況需要給出(chu)🔴現場所需的瞬時(shi)流量及累計流量(liàng)。其介質可以爲🏃液(yè)體和氣體。常用流(liu)量計可以㊙️按原理(li)分爲電磁流㊙️量計(ji)、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(yù)應♻️用是💛電磁流量(liàng)計、超聲波流量計(jì)及明渠流量計。本(běn)文簡要介紹這幾(ji)種流量計的原理(lǐ)和使用，上的注意(yi)事項☁️。
1電磁流量計(ji)
　　電磁流量計 以優(you)異的精度和穩定(dìng)性,在市政環保領(lǐng)域使用廣泛，見🎯圖(tu)☀️1。它具有耐腐蝕、無(wu)阻流部件、雙向測(cè)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(wei):
 
　　式中:Um爲測量電壓(yā)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(liú)體流向;V爲介質流(liú)速;d爲測量管道内(nei)徑;k爲比例系數或(huo)🤩傳感器常數
 
　　電磁(cí)流量計的精度一(yi)般在0.2%~0.5%,要求介質電(dian)導率不小于5μS/cm,其原(yuán)理❗,見圖2。對于市政(zhèng)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(bu)推薦使用)。
 
2超聲波流量(liàng)計
　　超聲波流量計(ji)分爲插人式和外(wài)夾式，可測量非導(dǎo)電介質,最大的測(ce)量管徑可以達到(dào)10m(外夾式),見圖3。
 
　　大多(duō)數的超聲波流量(liang)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(mian)維護、不受電磁影(yǐng)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(bǐ)🏃🏻拟的優勢,見圖4.
 
3明(míng)渠流量計
　　 明渠流(liu)量計 是測量許多(duo)非滿水、大流量(或(huò)小流量)的儀器,在(zài)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(yè)位與流量🚶的線性(xìng)關系進行流量測(cè)量，見圖5。
 
　　此種方式(shì)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(dào)1mm。
4流量計的安裝與(yu)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(fèn)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(qiú)🌐,現分析如🧑🏾‍🤝‍🧑🏼下:新建(jiàn)淨水廠、污水廠及(jí)管網在安裝條件(jiàn)允許📞的情況🔴下,安(an)裝電磁流量計是(shì)不錯的選擇,但在(zai)安裝中需注意一(yī)-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(jian),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(tu)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(ti)前做好💛排氣。
　　接線(xiàn)時需要注意:不可(ke)錯接、不可漏接、不(bu)可有潮氣進❗入㊙️,并(bing)且一定注意周邊(bian)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(liang)分區計量項目中(zhōng),優先選🤟擇💜超聲波(bo)🛀🏻流量計。城鎮老舊(jiù)供水管網改造或(huò)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(xuǎn)用電磁流量計,勢(shi)必需要破管、停水(shuǐ)、安裝法蘭,而且時(shí)間會比🔅較長。這種(zhǒng)工況如果采用㊙️可(kě)帶壓安裝的超聲(sheng)波.流量計,将會最(zuì)大限度地避免上(shang)述情況的發生。
　　在(zài)進行超聲波流量(liàng)計安裝的時候,需(xu)要注意下面幾點(dian)🔞:
(1)需要專業的安裝(zhuāng)團隊進行操作,安(an)裝的專業與否對(dui)插人✍️式超聲波流(liú)量計的精度影響(xiǎng)非常大，見圖💁9。

 
(2) 超聲(sheng)波流量計 的安裝(zhuāng)需要預留足夠的(de)空間，見圖10。
 
(3)安裝時(shi)盡量避開雨季(尤(yóu)其是南方城市),避(bi)免線纜、變送器進(jìn)水
　　圓形非滿管測(cè)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(cheng)鎮排水管網中的(de)圓形管道是排水(shui)管道中數量最多(duō)的，而🙇‍♀️且大部分屬(shu)于非滿管。這一類(lei)管道的流量測量(liàng)一直是水行業中(zhōng)的一個難點。由于(yu)該難點的存在,導(dao)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(xian)在本文推薦一種(zhǒng)簡單易行且有效(xiào)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(xuan)擇好超聲波液位(wèi)探頭的安裝位置(zhì)進行安裝即可,同(tong)時在流量計設置(zhi)菜單中找到圓管(guǎn)測量并進行相應(yīng)設置即可。
　　但此類(lei)明渠測量值不可(ke)用于貿易交接使(shi)用,可以作👉爲參考(kao)值進行記錄
5流量(liang)計的技術發展探(tàn)讨
5.1無線通信技術(shù)
　　流量測量重要且(qiě)複雜,近年來與網(wǎng)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(jì)術的結合,流量測(ce)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(zài)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(bú)同應用場合或從(cóng)經濟性和實🌐用性(xing)等需求考慮.無線(xiàn)和以太局域網LAN技(jì)👌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(zhen)斷和檢驗爲廣大(da)用戶提供了實時(shi)的精度追蹤和遠(yuan)程維護的工具。無(wú)線通信和互聯網(wǎng)的應用在市政流(liu)量測量應用中的(de)一個熱點應用:即(jí)流.量計的遠程檢(jiǎn)驗和校驗技術👌與(yu)通信技術的結合(he)。
　　目前國内外流量(liang)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(jiān)測流量儀表🎯的應(yīng)用狀🧑🏾‍🤝‍🧑🏼況。可以預見(jian)，與無線遠程技術(shù)的結合.對流量精(jing)度跟蹤⁉️到流量計(jì)的使用狀況評估(gu)乃至發展到預先(xian)判斷故障❌發生的(de)時間和地點是切(qiē)實可♋行的技術必(bi)然。态勢感知測量(liang)或故障預測等系(xì)列測量領域的前(qián)沿技術也必将爲(wèi)流量計帶來✨更廣(guang)闊的應用🌈前景。但(dàn)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(jù)格式的統一.或者(zhě)🍉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(hù)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(zhè)可💃🏻爲使💯用者突破(po)原有層級限制,信(xìn)息的🆚獲取會更迅(xùn)捷🛀和扁平化。用戶(hu)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(yue)多。但網絡技術的(de)✨應用也不可避免(miǎn)地會帶㊙️來網路安(an)全✏️等問題,特别如(ru)前🔴文談到的區域(yu)計量等流量數據(jù)其實是屬于🌍企業(ye)和政府敏感的數(shù)據,如何保護信息(xi)安全,是市政用戶(hu)特别是項目決策(ce)者關心的問題。
　　可(ke)以預見,新技術的(de)相互結合将大幅(fu)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(ju)和相關數據的獲(huò)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(ling)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(zhèng)工業網絡安全系(xi)統架構可以結合(hé)本行業技術🌈特點(dian),再借鑒其它工業(yè)領域的網絡安全(quan)技術,迅速建立起(qi)市政工業數字化(huà)網絡解決方案

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