超声波明渠流量计的比对监测方法及存在问题 栾辉

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1、超声波明渠流量计比对监测方法及存在问题栾辉马琳邹诚诚王若尧董智鹤张译之张芳（中国石油安全环保技术研究院）摘要介绍了废水流量计的种类及工作原理，阐述了不同量水堰槽的构造及选用要求，以中国石油所属企业应用较为广泛的超声波明渠流量计为例对比对监测方法进行介绍。介绍了其测量原理，说明了比对监测方法及相关技术要求，指出企业流量计比对监测工作中存在：日常比对监测工作未开展、日常计量检定工作开展不好、流量计安装及运维管理方面存在的一些问题，提出制定流量计验收、日常比对监测、运维管理标准规范，企业废水排放口规范化改造，流量计规范安装等建议。关键词超声波明渠

2、流量计；比对监测；存在问题doi:10.3969/j.issn.1005-3158.2015.05文章编号：1005-3158(2015)05-0引言废水流量计是废水污染源在线监测系统的重要组成部分，也是少数几种使用比制造困难的仪器仪表之一[1]。废水流量数据是核定污染物排放总量的依据，为总量减排核算提供重要技术支撑。原国家环境保护总局在1996年颁布了《排污口规范化整治技术要求（试行）》（环监[1996]470号），要求污水排放口应设置规范的，便于测量流量、流速的测流段，列入重点整治的污水排放口应安装流量计。目前，国家废水在线监测相关技术

3、规范[2-3]中无流量在线监测标定或数据有效性判别的技术规定，导致在线监测数据有效性审核中的流量监测结果空缺[4]，流量在线数据的准确性无法得到有效的保证，给使用在线监测数据核算污染物总量工作带来难度。因此，继续深入做好排放口规范化整治，开展废水流量计的比对监测方法研究工作是非常必要的。1废水流量计废水流量计按照测量原理可以分为堰槽流量计、电磁流量计、超声流量计、涡街流量计、容积流量计、差压流量计等，按照渠道类型又可以分为明渠流量计和管道流量计[5]。1.1超声波明渠流量计超声波明渠流量计是利用超声波回声测距原理测量水位，再由仪表主机内的运

4、算单元将水位信号换算成流量信号[6]。通过在明渠中安装标准的量水堰槽，在规定的位置上设置超声波液位计，测量流经堰槽的水位，将水位值带入规定的流量公式或经验公式，算──────────栾辉，2009年毕业于中国石油大学（北京）环境科学专业，硕士，现在中国石油安全环保技术研究院HSE检测中心从事污染源在线监测系统运维管理工作。通信地址：北京市昌平区沙河镇西沙桥西中国石油创新基地A座，102206出废水流量。废水流量与水位呈正比对应关系。为保证废水流量计计量准确，超声波明渠流量计还应包括：堰体上游行近段、下游渠槽衔接段和水位观测设施等3部分构造。

5、由于超声波流量计一般自带校正棒，故可以有效避免湿度、风速对超声波速度的影响，有效保证了流量数据的准确性。由于超声波明渠流量计采用非接触方式，可以有效避免被测流体温度、压力、黏度、密度等因素的影响，同时超声波具有频率高、波长短、衍射小、方向性好、衰减小、穿透率大等特点，遇到杂质或分界面有显著反射的特点[6]，可以有效提高流量计量的精度，是应用较为广泛的一种流量测量方法，同时也是目前中国石油所属企业采用较多的一种方法。1.2管道流量计管道流量计是指用于密闭管道流量测量的流量计，依据不同的测量原理可分为电磁流量计、超声波流量计、涡街流量计、差压流

6、量计等，其中电磁流量计、超声波流量计采用非接触式测量，不受流体腐蚀性、黏性影响，无机械运动部件，应用较为广泛。1.2.1管道式电磁流量计电磁流量计测量原理是依据法拉第电磁感应定律，通过测量具有传导性的流体流经电磁场时的电压，从而获得流体流速的方法。1.2.2管道式超声波流量计通过测量超声波在流体中传播的时间，从而获得流体流速的办法，超声波传播的时间与液体的流速呈正比。管道式超声波流量计仅适用于无气泡的单一纯净液体，而实际情况是工业管路中的流体往往因管壁结垢、管内粗糙等因素造成流体流动情况复杂，测量精度差等情况。另外，管道式超声波流量计在设计

7、时，还需考虑温度及管内粗糙程度的问题，通过标准校正曲线或用户经验校正曲线克服流体分布不均的情况，提高测量精度。2量水堰槽与超声波流量计配套使用的量水堰槽有很多种，如薄壁堰、宽顶堰、三角堰、喉道槽等，在实际应用中，可以依据现场条件、废水外排流量范围以及流量计自身安装使用要求，选择合适的量水堰槽。目前，在中石油企业使用较多的是巴歇尔槽，部分企业监测点使用薄壁三角堰或者矩形堰。超声波明渠流量计除堰板部分外，还应有液位计及上游足够长度的直渠段和整流段。堰板具有结构简单、价格便宜、测量精度高、可靠性好等优点，但是因水头损失大，不能用于接近平坦地面的渠

8、道，且堰上游容易形成堆积物，需要定期清理。巴歇尔槽具有固态沉积物可随水排出，不沉淀，水位抬高比堰小等优点，适用于无较大落差的渠道。3超声波明渠流量计比对监测因废水流量计种类较多，