明渠流量計量表的污水流量監測數據的技術分析

發布：2019-01-10 | 點擊：人次

摘要：明渠流量計量表的污水流量監測數據的技術分析資訊由優秀的流量計、流量儀生產報價廠家為您提供。隨著環境污染問題日益嚴重，我國對建立環境管理體系，加大環境監測力度提出了更高要求。目前，國內重點排污企業均安裝了污水自動監測系統，保證污水排放的數據能夠實時上傳。更多的流量計廠家選型號價格報價歡迎您來電咨詢，下面是明渠流量計量表的污水流量監測數據的技術分析文章詳情。

隨著環境污染問題日益嚴重，我國對建立環境管理體系，加大環境監測力度提出了更高要求。目前，國內重點排污企業均安裝了污水自動監測系統，保證污水排放的數據能夠實時上傳至市、省環境監測部門和國家環保主管部門。為了保證上傳數據的有效性，國家環保部發布了 HJ/T355－2007《水污染源在線監測系統運行與考核技術規范》和HJ/T356－2007《水污染源在線監測數據有效性判別技術規范》等規范性文件。這些文件對有關水質的監測數據（如化學需氧量CODcr、氨氮NH3－N、總磷TP、pH值）等，詳細規定了試驗項目和數據要求，但對如何保證水量的流量監測數據的準確，卻沒做要求。

隨著主要污染物總量減排監測要求的提出，這種情況日益被發現和重視。2013年底環境監測部門已有人提出關于污水流量監測質量監督檢查的技術和方法。但從流量計量專業的角度來看，環監部門提出的方法僅對相關計量檢定規程項目進行了簡化和重組，并沒有進行深入的計量技術分析，無法保證現場流量數據的準確度。而本文則根據現場檢定明渠污水流量計的大量樣本數據，做出了一定的研究分析，為進一步準確實現污水流量在線監測打下了一定的基礎。

1污水流量測量

1.1 原理及組成

由于排污口標準化和視頻監控的需要，污水流量自動監測系統以堰槽式明渠流量計為流量計量的主要方式。堰槽式明渠流量計的原理是在明渠中設置標準量水堰槽（如巴歇爾量水槽和矩形薄壁堰等），并按規定位置測量水位，則流過堰槽的流量與水位呈單值關系，根據相應流量公式或經驗關系式，將測出的水位值換算成流量值。流量計由標準量水堰槽和液位流量轉換儀表（二次儀表）所組成。如圖1所示。

圖1 堰槽式明渠流量計系統示意圖

據統計，本次試驗污水流量自動監測系統共計338臺堰槽式明渠流量計。其中，巴歇爾槽式占68.2%，矩形薄壁堰占14.5%，其他堰槽類型占17.3%，本文以標準巴歇爾槽明渠流量計為例進行分析。

1.2 標準巴歇爾槽明渠流量計算的數學模型

標準巴歇爾槽流量Q按下式計算：

（1）

式中：C為流量系數；b為喉道寬度，m；ha為實測液位，m。

由標準巴歇爾槽明渠流量計的基本原理和流量計算公式可知，流量測量的準確度直接依賴于流量系數C的準確度、喉道寬度測量的準確度和實測液位的準確度。其中，實測液位的準確度評估又包含三個因素的影響：液位計測量的準確度、測量液位計零點的儀器的測量準確度和液面的擾動情況。

2 現場流量測量準確度的影響因素

通過上述分析，我們可以總結出基于明渠流量計的污水在線監測系統中，影響流量測量準確度的主要因素有以下幾個方面：

1）堰槽的類型，主要確定流量系數的測量準確度；

2）實測液位的準確度，主要取決于液位計測量的準確度和測量液位計零點的儀器的測量準確度；

3）液位測量的重復性，由液面的擾動或平穩程度決定，主要影響多次液位測量讀數的平均值的測量準確度；

4）堰槽的幾何尺寸，主要取決于喉道寬度（或其他堰槽中的板、槽尺寸）的測量儀器的準確度；

5）水位－流量轉換誤差，由流量計二次儀表的軟件產生。由于各種堰槽明渠流量計的流量計算公式涉及多個參數，流量計生產廠家在軟件系統進行換算時，各個參數根據不同的設計尺寸范圍以數據庫函數的方式進行存儲，由于存儲空間的限制造成無法足夠精確的設置參數，因此造成流量計顯示值的誤差。

2.1 堰槽的類型

明渠流量計在進行堰槽選擇時，現場主要考慮流量范圍和設計施工難度等因素。根據國家計量檢定規程JJG771－1990《明渠堰槽流量計試行檢定規程》和各種類型堰槽的相關ISO國際標準，幾種常用堰槽的流量范圍和流量系數所引入的測量誤差如表1所示。

表1 幾種常用堰槽的參數表

通過表1可知，幾種堰槽的流量系數所引入的測量誤差相差不大，各種堰槽類型在技術上并無高下之分。在綜合考慮流量適用范圍和現場設計施工難度后，巴歇爾槽和薄壁堰具有一定的優勢。兩者相比，薄壁堰的優點是制作方便，安裝簡單，缺點是水頭損失較大，污水中的泥沙和懸浮物容易在堰前沉積使水位提高而影響測量的準確度。巴歇爾槽的優點是測量范圍寬，水頭損失小，污水中懸浮物不易沉積，但加工和安裝較為復雜。

2.2 液位測量的準確度

明渠流量計中的實際液位測量涉及液位計零點（即液位零點）和液位計測量精度等兩個方面，早期的浮子式液位計由于測量精度太低已經被淘汰，壓力式液位計由于易受污水腐蝕和沉積物覆蓋影響也較少使用，現在主要使用超聲波液位計。超聲波測液位為非接觸式測量，可以不受液體性質的影響，但液體表面浮沫和固體漂浮物較多時也會受到影響。

本次試驗的明渠流量計全部采用的超聲波液位計，廠家標稱的測量精度為不大于3mm，滿足環保行業標準HJ/T15－2007《環境保護產品技術要求超聲波明渠污水流量計》中對液位測量誤差的要求。但實際測量結果卻相差很大，具體數據如圖2所示。

圖2 液位測量結果圖

試驗發現，現場使用的超聲波液位計問題很多。零點不準的原因主要在于液位計安裝時沒有做好零點的設置和校準。水位超差的原因一部分在于液位計安裝后沒有做好現場校準，另一部分在于液位計使用過程中傳感器探頭老化，測量精度不達標。

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