摘要:市(shi)政環保行業(yè)正處在數字(zì)化轉型升級(ji)階段,其目标(biāo)就是業内一(yi)直倡導的智(zhi)慧水務,但數(shù)字化概念的(de)提🛀🏻出在操作(zuò)層面顯得更(geng)爲明确。流量(liang)計 作爲數字(zi)化建設底層(céng)信息采集單(dan)元,它的選用(yong)和應用十分(fen)☔重要。本文對(dui)市政環保行(hang)業流量計的(de)技術特點進(jìn)行分析探讨(tao),明🤟确不同工(gong)況中流量計(ji)選用的适合(he)性,以達到市(shì)✔️政環保項目(mu)數據可靠、運(yun)行穩定及施(shi)工方便的效(xiao)果。另外🏒,在流(liu)量計融合數(shù)字化通信技(ji)術方面,結合(he)國内外工業(yè)互聯網物聯(lian)網🐇的應用發(fā)展對流量計(ji)技術今後的(de)發展趨勢提(ti)出展望。
　　在市(shì)政環保項目(mù)中,流量計是(shì)應用廣泛的(de)儀表之一。流(liú)量是指單位(wei)時間内流經(jing)封閉管道或(huo)明渠有效截(jié)面的流體量(liang)，流量計👉可以(yǐ)根據工況需(xu)要給出現場(chǎng)所💋需的瞬㊙️時(shí)流量及累計(jì)流量。其介質(zhì)可以爲液體(tǐ)和氣體。常用(yong)流量計可以(yǐ)按原理分爲(wei)電磁流量計(ji)、超聲波流量(liang)計、 渦街流量(liàng)計 、 質量流量(liàng)計 、差壓流量(liàng)計及明渠流(liu)量計等。目前(qian)在市政領域(yù)應用🌈是電🔞磁(ci)流量計、超聲(shēng)波流量計及(ji)明渠流量計(ji)。本文簡🈚要介(jie)🤩紹這🈲幾種流(liú)量計的原理(lǐ)和使用，上的(de)注🍓意事項。
1電(dian)磁流量計
　　電(diàn)磁流量計 以(yǐ)優異的精度(du)和穩定性,在(zai)市政環保領(ling)域使用廣泛(fan)，見圖1。它具有(you)耐腐蝕、無阻(zǔ)流部件、雙向(xiang)測量與測☔量(liàng)範💋圍廣(100:1~1000:1)等特(te)點。其原理爲(wèi)法拉第電磁(cí)感應原理,計(jì)算公式爲:
 
　　式(shi)中:Um爲測量電(dian)壓産生的和(he)流體流向正(zheng)交的電磁㊙️場(chang);B爲測量電壓(yā)的磁通密度(dù),穿過流體介(jiè)質并正交💘于(yú)流⭐體流♋向;V爲(wèi)介質流速;d爲(wèi)測量管道内(nei)徑;k爲比例系(xi)數或傳感器(qì)常數
 
　　電磁流(liú)量計的精度(dù)一般在0.2%~0.5%,要求(qiú)介質電導率(lü)不小于🙇🏻5μS/cm,其原(yuan)理,見‼️圖2。對于(yu)市政水處理(li)的的工藝要(yao)求，管徑範圍(wei)可⭕以從DN15到DN2200(目(mu)前市🌏場最大(dà)口徑的電磁(cí)流量計DN3000,但由(you)于安裝成本(ben)和實際精度(dù)等因素,本文(wén)不推✨薦使用(yòng))。
 
2超聲波(bo)流量計
　　超聲(sheng)波流量計分(fèn)爲插人式和(he)外夾式，可測(cè)量非導電介(jie)質,最🧡大😍的測(cè)量管徑可以(yǐ)達到10m(外夾式(shi)),見圖3。
 
　　大多數(shù)的超聲波流(liú)量計的測量(liàng)基本原理采(cǎi)用時差法，其(qí)表🛀達式如下(xia):
 
　　插入式超聲(shēng)波具有免維(wéi)護、不受電磁(cí)影響、可帶壓(ya)🔞安裝🧑🏾‍🤝‍🧑🏼、無🌈需中(zhong)斷流體等特(te)點,在市政管(guǎn)網應用中具(ju)有無可比拟(ni)的優勢💛,見圖(tu)4.
 
3明(ming)渠流量計
　　 明(ming)渠流量計 是(shi)測量許多非(fei)滿水、大流量(liang)(或小流量)的(de)儀器,在自然(ran)流💃🏻動的自由(you)水面狀态下(xià)測量流體的(de)流量
　　其原理(li)爲:利用明渠(qú)在特殊堰槽(cáo)中的液位與(yǔ)流量的線🥵性(xing)關系❤️進行流(liú)量測量，見圖(tu)5。
 
　　此種方式的(de)測量精度與(yu)超聲波液位(wei)計的精度有(yǒu)直接的關系(xì)，最高精度可(kě)達到1mm。
4流量計(ji)的安裝與應(ying)用.
4.1流量計在(zài)市政環保項(xiang)目中的應用(yòng)
　　目前大體分(fèn)爲3類典型應(ying)用:污水廠、淨(jìng)水廠及管網(wǎng)📧。流量計的選(xuǎn)擇需要考慮(lü)現場的工況(kuàng)與施工要求(qiu)⭕,現分析如下(xià):新建淨水廠(chǎng)、污水廠及管(guǎn)網在安裝條(tiáo)件允許的情(qíng)況下,安裝☎️電(dian)磁流量計是(shi)不錯的選擇(ze),但在安裝中(zhōng)需注意☀️一-些(xiē)情況🐅。由于電(dian)磁流量計的(de)特性,測量介(jie)質需滿管,如(rú)不滿足滿管(guǎn)🔞條件,請參考(kǎo)圖6的建議。
 
　　前(qian)5後3直管段必(bi)須具備(尤其(qí)大口徑電磁(ci)流量計),見圖(tu)7.
　　可以縮徑(角(jiao)度α≤8°),但不允許(xǔ)擴徑，見圖8。
 
　　不可測量含(hán)氣液體，如液(yè)體内有氣體(tǐ),需提前做好(hao)排氣。
　　接線時(shí)需要注意:不(bú)可錯接、不可(kě)漏接、不可有(yǒu)潮氣進入,并(bing)且一定注意(yi)周邊的電磁(cí)幹擾及振動(dòng)幹擾。
　　供水老(lǎo)舊管網改造(zào)或DMA(districtmeasuringarea)流量分區(qū)計量項目中(zhōng),優先♌選㊙️擇超(chao)聲💃🏻波流量計(ji)。城鎮老舊供(gòng)水管網改造(zào)或DMA分區計量(liang),需要加入大(da)量流量計進(jin)行計量,會遇(yù)到供水管網(wang)🍉施工難🥵度大(dà)、斷流影響大(dà)的問題。如果(guo)此時選用電(diàn)磁流量計,勢(shì)💰必需要破管(guan)、停水、安📐裝法(fǎ)蘭,而🙇‍♀️且時間(jiān)會比較長。這(zhe)種工況如果(guǒ)采用可帶壓(ya)安裝🔴的超聲(sheng)波.流量計,将(jiāng)會最大限度(dù)地避免上述(shu)情況的發生(sheng)。
　　在進行超聲(sheng)波流量計安(an)裝的時候,需(xu)要注意下面(mian)幾點:
(1)需要專(zhuan)業的安裝團(tuán)隊進行操作(zuo),安裝的專業(yè)與否🤞對插人(rén)式超聲波流(liú)量計的精度(dù)影響非常大(da)，見圖9。

 
(2) 超聲波(bō)流量計 的安(ān)裝需要預留(liú)足夠的空間(jiān)，見圖10。
 
(3)安裝時(shí)盡量避開雨(yǔ)季(尤其是南(nán)方城市),避免(mian)線纜、變送器(qi)進水❗
　　圓形非(fei)滿管測量,可(kě)以選擇可測(ce)量圓管的明(míng)渠流🚩量💯計,見(jiàn)圖11和圖12。
 
　　城鎮(zhèn)排水管網中(zhong)的圓形管道(dao)是排水管道(dao)中數量最多(duo)的，而且大部(bu)分屬于非滿(man)管。這一類管(guan)道的流量測(cè)量一直是☎️水(shuǐ)行業中的一(yī)個難點。由于(yu)該難點🌏的存(cún)在,導緻市場(chǎng)中出現了大(dà)量的概念性(xìng)的非滿管流(liu)量計，對于推(tui)進此問題的(de)解決提供了(le)衆多的可.參(can)考方案。
　　現在(zai)本文推薦一(yi)種簡單易行(háng)且有效的方(fāng)案:内置💞圓管(guan)測量的🔞明渠(qú)流量計。
　　此類(lei)明渠流量計(jì)内置了圓管(guǎn)明渠的測量(liàng)程序，選擇好(hǎo)超聲波液位(wei)探頭的安裝(zhuang)位置進行安(ān)裝即可,同時(shí)在流量計設(shè)置菜單中找(zhǎo)到圓管測量(liàng)并進行相應(ying)設置即可。
　　但(dàn)此類明渠測(cè)量值不可用(yong)于貿易交接(jiē)使用,可以作(zuò)爲參考值💁進(jìn)行記錄
5流量(liang)計的技術發(fa)展探讨
5.1無線(xian)通信技術
　　流(liú)量測量重要(yao)且複雜,近年(nián)來與網絡技(jì)術的結合使(shi)流量計⁉️的應(yīng)用更爲簡便(biàn),在人機交互(hù)上更豐富。如(ru)通過與無線(xiàn)💘遠傳技術的(de)結合,流量測(ce)量突破了🚶物(wu)理距離的限(xiàn)制。工業🎯水監(jian)測的場合.目(mù)前流量儀表(biǎo)應用在較典(diǎn)型的無線應(ying)用有:藍牙Bluetooth無(wu)線HART(WirelessHart).GPRS/CDMA.LoRa和NB-IoT等,其中(zhong)後者是最近(jìn)物聯網技術(shu)進入到工🌐業(yè)領域中的🈲應(ying)用。但通過不(bu)同應用場合(he)或從經濟性(xìng)和實用性💋等(děng)需求考慮.無(wú)線和以太⭕局(ju)域網LAN技術組(zǔ)合應用.是時(shi)🙇‍♀️下比較流行(hang)的通❓信組合(he),有着廣闊應(yīng)😄用前景。
　　遠程(cheng)診斷和檢驗(yan)爲廣大用戶(hù)提供了實時(shí)的精度追☎️蹤(zōng)和🧡遠程維護(hu)的工具。無線(xian)通信和互聯(lián)網的應🤩用在(zài)市政🔞流量測(ce)量應用🌐中的(de)一個熱點應(ying)用:即流.量計(jì)的遠程檢驗(yàn)和校驗技術(shù)與通信技術(shù)的結合⭐。
　　目前(qián)國内外流量(liàng)計的生産廠(chang)商都發展出(chu)在線流量檢(jian)驗的工具包(bao),簡化了市政(zhèng)用戶監測流(liú)量儀表的應(yīng)用狀況。可以(yǐ)預見，與無線(xian)遠程技術的(de)結合.對流量(liàng)精度跟蹤到(dào)流量🌂計的使(shi)用狀況評估(gū)乃至發展到(dào)預先判斷故(gu)障發生的時(shi)間和地點是(shi)切實可🌈行的(de)技術必然。态(tai)勢感知🏃🏻測量(liang)或故障預測(cè)等系列測量(liang)領域的前沿(yan)技術也必将(jiang)爲流量計帶(dai)來更廣🔞闊的(de)應用前景。但(dan)同時一些基(jī)本的應用基(jī)礎也制💋約着(zhe)這些應用的(de)發展,比較典(dian)型和突出的(de)問題有數據(ju)格式⭕的統一(yī).或者說底層(ceng)🈲測量單元和(he)監測單✏️元的(de)無縫鏈接問(wen)⭐題。
5.2網絡安全(quán)
　　互聯網技術(shù)的融合賦予(yu)用戶對流量(liang)計及監控系(xi)統更多的自(zì)主和靈活性(xing)。如流量計和(he)相關檢測單(dan)✉️元的信息上(shàng)雲,這可爲使(shǐ)🏃用者突破原(yuan)有層級限制(zhi),信息的獲取(qu)會🤩更迅捷和(hé)扁平化。用戶(hù)💔排除故障所(suo)☁️花費的成本(ben)大爲降🍓低,預(yu)計今後流量(liàng)計的數量會(huì)🤟越來越多。但(dàn)網絡技術的(de)應用也不可(kě)避免地會帶(dai)❗來網路安全(quán)等問題,特别(bie)如前♍文談到(dao)的區域計量(liang)等流量數據(jù)其實是屬于(yú)企業和政🔱府(fǔ)敏感的數據(ju),如何保護信(xìn)息安全👌,是市(shi)政用戶特别(bié)是☀️項目決策(cè)❄️者關心的問(wen)題。
　　可以預見(jiàn),新技術的相(xiàng)互結合将大(da)幅度促進流(liu)量計的🚶數量(liang)🔴增加性能提(tí)升和成本降(jiang)低,而更多的(de)流量數據和(he)相關數據的(de)獲得,爲流量(liang)數據的充分(fèn)挖📐掘利用🧑🏽‍🤝‍🧑🏻提(ti)供可🌈能。供職(zhi)的企業爲許(xu)多工業領域(yu)提供過縱深(shēn)防禦和安全(quan)隔離的工業(yè)網絡安全的(de)解決方案。爲(wèi)市政工業網(wang)絡安全系統(tong)架構可以結(jié)合本行業技(jì)術特點,再借(jie)鑒其它✊工業(ye)領域的網絡(luò)安全技術,迅(xùn)速建立起市(shi)政工業數字(zì)㊙️化網絡解決(jué)方案🚶‍♀️

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