水处理系统常用仪表在选型及设计中应注意问题

水处理系统常用仪表在选型及设计中应注意的问题摘要：在现代化的净水厂中，每一个生产过程总是与相应的仪表及自控技术有关。仪表能连续检测各工艺参数，根据这些参数的数据进行手动或自动控制，从而协调供需之间、系统各组成部分之间、各水处理工艺之间的关系，以便使各种设备与设施得到更充分、合理的使用。同时，由于检测仪表测定的数值与设定值可连续进行比较，发生偏差时，立即进行调整，从而保证水处理质量。

关键词：水处理系统自动化仪表流量监测选型应用

在现代化的净水厂中，每一个生产过程总是与相应的仪表及自控技术有关。仪表能连续检测各工艺参数，根据这些参数的数据进行手动或自动控制，从而协调供需之间、系统各组成部分之间、各水处理工艺之间的关系，以便使各种设备与设施得到更充分、合理的使用。同时，由于检测仪表测定的数值与设定值可连续进行比较，发生偏差时，立即进行调整，从而保证水处理质量。根据仪表检测的参数，能进一步自动调节和控制药剂投加量，保证水泵机组的合理运行，使管理更加科学化，达到经济运行的目的。由于仪表具有连续检测、越限报警的功能，便于及时处理事故。仪表还是实现计算机控制的前提条件。所以在先进的水处理系统中，自动化仪表具有非常重要的作用，因此我们在仪表的选型和设计应用中，应该注意以下问题：

1. 仪表选配的一般要求

(1)精确度：是指在正常使用条件下，仪表测量结果的准确程度，

误差越小，精确度越高。

生产过程物理检测仪表的精确度为±1%，水质分析仪表的精确度为±2%(测高浊水的浊度仪的精确度为±5%)。

2)响应时间：当对被测量进行测量时，仪表指示值总要经过一段时间才能显示出来，这段时间即为仪表的响应时间。一只仪表能不能尽快反应出参数变化的情况，是很重要的指标。对水质分析仪表要求的响应时间应不超过3min。(3)输出信号：仪表的模拟输出应是4~20ma dc信号，负载能力不小于600ω。

(4)仪表的防护等级应满足所在环境的要求，一般应不低于

ip65，用于药剂投加系统的检测仪表要求能耐腐蚀。

(5)四线制的仪表电源多为220v ac、50hz，两线制的仪表电源为24v dc。(6)现场监测仪表宜选用数显仪。

(7)仪表的工作电源应独立，不应和计算机共用电源，以保证发生故障和检修时电源互不干扰，使各自都能稳定可靠地运行。

(8)为使计算机能检测到电压互感器和电流互感器的异常信号并报警，设计选配的电压及电流变送器的输入信号应比电流及电压互感器大，即分别为0~6a及0~120v。(9)应选择能够提供可靠服务和有丰富经验的仪表生产厂商。 2. 水位测量

选择液位计时应考虑以下因素：(1)测量对象，如被测介质的物理和化学性质，以及工作压力和温度、安装条件、液位变化的速度等；(2)测量和控制要求，如测量范围、测量(或控制)精确度、显示方式、现场指示、远距离指示、与计算机的接口、安全防腐、

可靠性及施工方便性。

给水工程中常用的液位计及选型要点如下：

a. 浮球式液位计

在液体中放入一个空心的浮球，当液位变化时，浮球将产生与液位变化相同的位移。可用机械或电的方法来测得浮球的位移，其精确度为±(1~2)%，这种液位计不适用于高粘度的液体，其输出端有开关控制和连续输出。在净水厂的设计中，多将此种液位计用于集水井的液位测量以控制排水泵的自动开停。

b.静压(或差压)式液位计由于液柱的静压与液位成正比，因此利用压力表测量基准面上液柱的静压就可测得液位。根据被测介质的密度及液体测量范围计算出压力或压差范围，再选用量程、精确度等性能合适的压力表或差压表。这种液位计的精确度为±

(0.5~2)%。

c. 电容式液位计

在容器内插入电极，当液位变化时，电极内部介质改变，电极间(或电极与容器壁之间)的电容也随之变化，该电容量的变化再转换成标准化的直流电信号。其精确度为±(0.5~1.5)%。电容式液位计具有以下优点：传感器无机械可动部分，结构简单、可靠；精确度高；检测端消耗电能小，动态响应快；维护方便，寿命长。缺点是被测液体的介电常数不稳定会引起误差。电容式液位计一般用于调节池、清水池等的液位测量。当测量范围不超过2m时，采用棒状、板状、同轴电极；当超过2m时，采用缆式电极。当被测介质

为水时，采用带绝缘层(可用聚乙烯)的电极。

d. 超声液位计

超声液位计的传感器由一对发射、接收换能器组成。发射换能器面对液面发射超声波脉冲，超声波脉冲从液面上反射回来，被接收换能器接收。根据发射至接收的时间可确定传感器与液面之间的距离，即可换算成液位。其精确度为±0.5%。这种液位计无机械可动部分，可靠性高，安装简单、方便，属于非接触测量，且不受液体的粘度、密度等影响，因此多用于药池、药罐、排泥水池等的液位测量。但此种方法有一定的盲区，且价格较贵。

3. 流量测量

流量测量分为两种，一种用于流量检测，参与过程控制，以达到提高生产自动化水平，改善生产工艺条件，提高产品质量和产量的目的。另一种用于流量的计量，不仅计量产品的产量，还是供水企业主要技术经济指标计算的依据。在供水企业最主要的8项经济指标中，有3项指标是以流量计测量的数据为基础的。

流量计的选型应考虑以下因素：

(1)任何型号的流量计都必须有国家计量部门检定的证书方可选用。

(2)流量计本身的压力损失要小。 (3)根据行业要求，流量计的准确度应不低于2.5级。 (4)安装现场条件应满足所选流量计对直管段的要求。

(5)所选流量计应能适应安装现场环境条件如温度、湿度、电磁

干扰等。

(6)所选流量计应能适用于待测的液体介质。

目前，在给水工程设计中，采用最多的是电磁流量计和超声流量计。

a. 电磁流量计电磁流量计的原理是应用法拉弟电磁感应定律，由传感器和转换器组成。在测量中，液体本身为导体，磁场通过安装在管路中的两个线圈产生。线圈由交流或直流电源励磁，磁场作用于管道内流动的液体，在管道中产生一个与被测流体平均流速v 相对应的电压，且该电压与流体的流速分布无关。与管道绝缘的两个电极监测液体的感应电压。磁场方向、流体流向及两个检测电极的相对位置三者互相垂直。

电磁流量计的优点： (1)测量不受被测液体的温度、压力或粘度的影响。

(2)没有压力损失(3)能连续测量，测量精确度高。(4)口径范围和测量范围大，测量范围连续可调。 (5)与流速分布无关。 (6)前后直管段较短，前置直管段为5d(d为仪表的直径)，后置直管段为3d(7)稳定性好，输出为标准化信号，可方便地进入自控系统。 (8)变送器导管内壁有衬里材料，具备良好的耐腐、耐磨性。 (9)转换器体积小，消耗功率小，抗干扰性能强，便于现场观察。

b. 超声流量计最近十几年来，由于电子技术的发展，超声流量计才得以应用于流量测量。利用超声流量计进行测量的方法有很多种，其中较为典型的是时差法和多普勒法。净水厂多选用时差法