關於一體化汙水流量計在不鏽鋼（gāng）酸性廢水處理中的應用

在不鏽鋼製造過程中，為了去（qù）除退火後帶鋼表麵的（de）氧化鐵皮（pí），一般采用由硝酸和氫（qīng）氟酸配（pèi）成的混酸進行表麵清洗。酸洗後的（de）廢水除了含有硝酸、氫氟酸（suān）和遊離的金屬離子外，還含有由鐵（tiě）離子和氟離子、鉻離子和氟離（lí）子形成的絡合（hé）離子及其不溶物（wù）、金屬（shǔ）氧化物及由硝酸生成的氮（dàn）化物等，成分（fèn）十分複雜。這些酸性（xìng）的工業廢水若直接排放或處理不當，將會影響（xiǎng）水體的自淨，使水（shuǐ）質（zhì）惡化，汙（wū）染環境。作為工業生產過程的主要檢測參數—流量，其測量的方法很多，如容積式、速度式（shì）、動量式、質（zhì）量流量式等;相應的流（liú）量計種類也很多，有孔板流量計、轉子流量計、渦輪流量計、渦街流量計、一體化汙水（shuǐ）流量計、質量流量計、超聲波流量計等。本文主要介紹的是某不鏽鋼（gāng）廠酸性廢水處理過程中應用的一體化（huà）汙水流（liú）量（liàng）計。介紹（shào）一體化汙（wū）水流量計在不鏽鋼酸性（xìng）廢水（shuǐ）處理中的應用，探討了一體化汙水流量計的側量原理（lǐ）和結構，以及安裝（zhuāng）技術要求和常見的故障（zhàng），對於掌（zhǎng）握該流（liú）量（liàng）計的使用方法和性能具有一（yī）定的指導作用，為一體化（huà）汙（wū）水流量計在線側（cè）量（liàng）提供了一定的參考。
測量原理
一體化汙水流量計的測量原理是法拉*電磁感（gǎn）應定律，即導（dǎo）體（tǐ）在磁場中作（zuò）切割磁（cí）力線運動時，在導體中便會產生感應電勢，其大小與磁場的磁感應強度、導體在磁場內的有效長度（dù）及導體的運動速度成正（zhèng）比。同理，在磁場中作切割磁力線運動的導電液體，也會在（zài）液體中產生感應電勢，示意圖如圖1所示。
圖1  >}}l量（liàng）原理

感應電勢的方向由右手定則確定，其大小由下式決定:
E= BDV (1)式中:1偽感（gǎn）應電勢;11為磁感應強度;I偽管道直徑（jìng）;偽管道內的流體速度。
流量幾等於流體流速與管道截麵積的乘積，即
q=πD2V (2)
(2) 將式((2壯人式((1 }可得  
q =(πD/4B) E (3)
由式((3河知，在（zài）磁感應強度B不變且管（guǎn）道直徑
D}確定時，流量與感應電勢呈線形（xíng）關係。
2內部結構
一體化汙水流量計（jì）主要由（yóu）磁路係（xì）統、測量導管、電*、襯裏（lǐ）、外殼以及轉換器等（děng）部分組成。
2. 1磁路係統
用於產生均（jun1）勻的直（zhí）流或交流磁場。工（gōng）業（yè）生產用的一體化汙水流量計，大多采用SOHzT頻電源激勵產生交（jiāo）變磁場。
2. 2測量導管
為使磁力線通過測量導管時磁通不被分路並減少渦流，測量導管必須采（cǎi）用不導磁、低導電率、低導熱率和具有一（yī）定機械強度（dù）的材料製成，一（yī）般（bān）可選用（yòng）不鏽鋼(1 (}gN}Ti)、玻璃（lí）鋼、鋁及其他高強度塑（sù）料等（děng）。
2. 3襯裏
為確保感應電勢不被金屬測量導管管壁短路，在測量導管的（de）內側及法蘭密封麵上（shàng）必須附著（zhe）一層絕緣的襯裏。為增加測量導管的耐磨與（yǔ）耐腐蝕性，襯裏一般均選用具有耐（nài）腐蝕、耐磨（mó）、耐高溫的材料，如（rú）聚氨脂橡膠、氯丁（dīng）橡膠、聚四氟乙烯（xī）等。
2. 4電*

電*結構如圖2所（suǒ）示，作用是把（bǎ）由液體切割磁力線所產生的感應電勢引（yǐn）出。為避免影響磁通分布，電*一般（bān）選擇非導磁、耐（nài）腐蝕、耐磨材料，如不鏽鋼(1 (}gNjTi}對於腐蝕性較強的介質，可選用欽、鉑、鍍金等。
3幹擾信號
一體化汙水流量計幹擾信號主要有三種:(1)電磁荊合產生的靜電感應;(2測流體介質（zhì）產生的電化學幹擾;(3)一體化汙水流量計供電（diàn）電源的電壓和頻率波動等電源幹擾。
抗幹擾技術的幾（jǐ）個發展過程如下:
70年（nián）代中期，主（zhǔ）要采用低頻矩形波勵磁技（jì）術，改變工頻幹擾的形態（tài）特征。利用工頻同步采樣技術，使（shǐ）一體化汙水流量計（jì）獲得較（jiào）好的抗工頻幹擾（rǎo）能力，可使其測量精度提高、零點穩定、可靠性增強。
80年（nián）代（dài）初采用三（sān）值低頻矩形波勵磁技術和動態校（xiào）零技術、同步勵磁、同步（bù）采樣（yàng）技術以獲得一體化汙水流量計*佳的零點穩定（dìng）性，進一（yī）步提高抗（kàng）工頻（pín）幹擾（rǎo）和*化電勢（shì）幹擾的能力。
80年代（dài）末采用雙頻矩（jǔ）形波勵磁技（jì）術，既克（kè）服流體介質產生的泥漿幹擾和流體流動噪（zào）聲，又具有低（dī）頻矩形波勵磁一體化汙（wū）水流量計的零點穩壓性，實現一體化汙水流量計零點穩定性、抗幹擾能力和響應速度（dù）的*佳統一，從而（ér）提高一（yī）體化汙水（shuǐ）流量計抗幹擾（rǎo）能力，是目前*有效的抗幹擾措施。
4技術特點
4. 1優點
(1)由於測量導（dǎo）管內部沒有活動或（huò）突出部件，測量壓力損失*小。
(2)一般情況（kuàng），隻要是導電率大於5 X 10-異an的液體均可測量。被測介質可（kě）以是含有固體顆粒或懸浮物的流體、泥漿等，也可以是酸、堿等腐蝕性液體。
(3)流量計輸出信號不受液體（tǐ）溫度、壓力（lì）、密（mì）度等影響，且輸出電流（liú）與體積流量成線性關係。
(4)量程比較高（gāo），可達100 '1;測量口徑範（fàn）圍大（dà），能（néng）測1 mm.r2m以上;測量精度一般優於0.500}
(S一體化汙水流量計反應（yīng）迅速，可以測量脈動（dòng）信號。
4. 2缺點
(1被測液體必須導（dǎo）電。
(2)不能測量（liàng）氣體、蒸汽和石油（yóu）製品等。
(3)由（yóu）於襯裏采製的原因，一般使用（yòng）溫度為0一（yī）200℃o
(4)由於電*是鑲裝在測量導管上的，一般*高工作壓力為0.25Mpa
5安裝注意事項
(1)為減（jiǎn）少幹擾，一體（tǐ）化汙水流量計應安裝在沒有強電場的環境，附近也不（bú）應（yīng）有大的（de）用電設備。
(2)需將傳感器的“地”與（yǔ）轉（zhuǎn）換器的“地”用一根導線連接起來，並用接地線將（jiāng）其深埋地下。
(3)在一體化汙水流量計安裝完畢後，應測量一下接地電阻，接地電阻越小越好。若阻值偏大，通常的（de）做法是將（jiāng）傳感器和轉換器分別（bié）接地，可減少（shǎo）由雜散電流（liú）引起的幹擾電勢（shì）。
(4)為防止傳感器中沉積物（wù）或氣（qì）泡積存，傳感器*好垂直安裝，被測液體自下而上流動。如條件不允（yǔn）許，也應使傳感器低於出口管，以免積存氣體;同時應保證測（cè）量電*在同一水平線上。
(S)電*要求與襯裏齊平，以便（biàn）流體通過時不受阻礙。電*的安裝位置宜在管道的水平方向，以防止（zhǐ）沉澱（diàn）物堆積（jī）在電*上而影響測量精度。
(6)為保證（zhèng）被測液體流速分布軸對稱，傳感器前應有一定長度（dù）的直管段（duàn）。上流側如有彎頭、三通（tōng）、異（yì）徑管等，傳感器前應有5倍管徑（jìng）的（de）直管段，如（rú）有各種閥門，應有10倍管徑的直管段;下流側的直管段可以短於上流側。
(7)為（wéi）方便檢修傳感器，可增加旁路管，這樣隻要關閉傳感器兩端（duān）管道上閥門（mén）就可以進行調零操作。
(8信號線（xiàn）應單獨穿人接地鋼管，不允許和電源線穿在一個鋼管裏。信號線一定要用（yòng）屏蔽線，長度不（bú）得大於30m若要求加長信號線，必須采用一定的措施，如采用雙層屏蔽電（diàn）纜、屏蔽驅動（dòng）等。
(9)被測液體的流動方向應為（wéi）傳感器（qì）規定的方向，否則（zé）流量信號相移180幾相敏檢波不能檢出流量信（xìn）號，儀表將沒有（yǒu）輸（shū）出。
(10)被測流體的流速也有（yǒu）一定的限製，*低流諫（jiàn）不能低幹儀表量程的10 },*高流諫不韶討10 m/ s
6常見（jiàn）故障及處理方法
6. 1故障類型（xíng）
按照故障發生時期可分為:(1碉試（shì）期故（gù）障，出現在新裝用後調試初期，主要原因是儀表選（xuǎn）用（yòng）或設定不當、安裝不妥等。(2行期故障，在（zài）運（yùn）行一段時（shí）期後出現，主要（yào）原因有流體中雜質附著電*襯裏、環境（jìng）條件變化出（chū）現新幹擾（rǎo）源等（děng）。
6.1.1調試期故障
(1)安裝方麵    通常是（shì）電磁流量傳感器安裝位置不（bú）正確引起的故障，如將傳感器安裝在易積聚氣體的管網*高（gāo）點;安裝在自上而下的垂直管上，可能（néng）出現排空;傳感器後無背壓，流體直接排人大氣造（zào）成測量管非滿管。
(2)環境（jìng）方麵
通常主要是管道雜散電流幹擾、空間強電磁（cí）波幹擾、大型電（diàn）機磁場幹擾等。管道雜散電（diàn）流幹擾一般可采用單獨接地消除;若遇到強大的雜散電流，可采取另外措施使傳感器與管道絕（jué）緣（yuán）等（děng）。空（kōng）間電磁波幹擾一般（bān）經信號電纜引人，通常采用單層或多（duō）層屏（píng）蔽予以消除。
(3)流體方麵
通常被測液體中含有均勻分布的微小氣泡不會影響一（yī）體化汙水流量計的正常（cháng）工作，但隨著氣泡的增大，儀表輸（shū）出信號會出現波動。當氣泡大到遮蓋整個電*表麵時，會使電*回路瞬間斷路而使輸出信號出現更大的波動。
測量（liàng）混合介質時，如果混合未均勻就進人流量傳感進行測量，會使輸出信號產生波動。電*材（cái）料與被（bèi）測介質選配不當，也將由於化（huà）學作用（yòng）或*化現象而影響正（zhèng）常測量。
6. 1. 2運行期故障
(1傳感器內壁附著層    由於一體化汙水流量計常用來測量髒汙（wū）流體，運行一段時間後，會在傳感器測量導（dǎo）管內壁積聚附（fù）著層而產生（shēng）故障，這些（xiē）故障（zhàng）往往是由（yóu）於附著層的電導率太大或（huò）太（tài）小造成（chéng）的。若附著物為絕緣層，則電*回路將（jiāng）出現斷路，儀表不能正常工作。若附著層電導率（lǜ）顯著高於流體電導率，則電*回路將出現短路，儀表（biǎo）也不能正常工作。
(2)雷電打擊
雷（léi）擊（jī）容易（yì）在儀表線路（lù）中（zhōng）感應出（chū）高電壓和浪湧電流，使（shǐ）儀表損壞。它主要通過電源線或勵磁線圈或（huò）傳感器與轉換（huàn）器之間的流量信號線（xiàn）等途徑引人，尤其是從控製室電源線引人占絕大部分。
(3)環境條件變化
在調試期間由於（yú）環境條件較好，流量計（jì）工作正常。一旦環境條件變化，運行期間出現新的（de）幹（gàn）擾源咖在流量計附（fù）近管道上進行電焊、附近安裝大型變壓器等天就會幹擾儀表的正常工作，流量計的輸出信號就會出現波動。
6. 2故障現象及處理（lǐ）方法
6. 2. 1通電後無流（liú）量信（xìn）號（hào）輸出    (1供電電源或接線（xiàn）不正確，檢查供電電源或接線是否（fǒu）與（yǔ）說明書（shū）要求一致。
(2)保險絲熔（róng）斷，用萬用表檢查保險絲，並（bìng）更換。
(3管道內無流量，確認（rèn）閥門（mén）是否開（kāi）啟。
(4)轉換器內（nèi）電路板損壞，可用替（tì）代法進行檢查，並更換。
6. 2. 2管道內無流量卻有信號輸出
(1電磁波（bō）幹擾，檢查信號電纜，進行屏蔽處理。
(2)雜散電流幹擾，檢查接地（dì）電阻，重新接地。
(3)傳感（gǎn）器參數設置不正確，重新設置參數，減少增益。6.23輸出信號波（bō）動大
(1)被測液體內含有大量（liàng）的氣泡或被測液體未混合均勻，改變傳感器安裝位置。
(2)管道（dào）震動或抖動大，在流量計上流2一31處加裝固定支架。
(3)電*材料選（xuǎn）型不恰當，重新選擇電*。
6.24測量值與真實值偏差（chà）大（dà）
(1安裝位置不（bú）正確（què），按要求重新進行安裝。
(2)傳感（gǎn）器測量導管（guǎn）內有附著物，拆（chāi）下清洗。
(3)傳感器襯裏磨損嚴重，檢查（chá）並更換。
(4)參數（shù）設置不正確，根據實際情況重新設（shè）定參數（shù）。
7結束語
由於電子技術的飛速（sù）發展，元器件（jiàn）的集成化、小型化、智能化，使一體化汙水流（liú）量計轉換器的體積大大減小。矩形波（bō）激磁和非均勻磁場等技術的使用，使傳感器要求使用測量直管（guǎn）長度（dù）也進一（yī）步縮短，體積縮小，重量減輕。近（jìn）幾年一體化汙水流（liú）量計的主攻方向是口徑為200以下（xià）、傳感（gǎn）器與轉換器結合在一起的智能型一體化（huà）汙水流（liú）量計。