在水利工程、泵站、供水管网和污水处理项目中,流量计是非常重要的一类仪表。
但是,流量计的种类很多,有电磁流量计、超声波流量计、涡轮流量计、涡街流量计、孔板流量计,还有明渠流量计等。
它们测量的原理不同,适用的介质不同,价格也有很大差异。
选流量计不能只看管径和价格,首先要看测量什么介质、管道是什么条件、流量范围是多少,以及测量数据准备用来做什么。
今天从自动化工程选型的角度,把常见流量计讲清楚。
一、常见流量计有哪些?工作原理是什么?
二、不同流量计的精度和价格区间
选型时,精度是一个重要指标,但要注意:厂家标注的精度可能是读数百分比,也可能是满量程百分比,两者不能直接比较。
例如,实际流量只有满量程的 20%,如果仪表精度是 ±1% 满量程,那么实际误差相当于读数的 ±5%。
下面给出常见工业流量计的典型精度和国产常规型号的初步预算参考。
流量计类型
常见精度参考
国产常规采购预算
电磁流量计
±0.5%~1.0%读数
1,500~6,000 元
外夹式超声波
±1%~2%读数
2,000~8,000 元
插入式超声波
约 ±1%~2%读数
3,000~10,000 元
涡轮流量计
±0.5%~1.0%读数
1,000~5,000 元
涡街流量计
±1.0%~1.5%读数
2,000~8,000 元
孔板差压流量计
整体约 ±1%~2%
2,000~10,000 元
明渠流量计
约 ±2%~5%(系统参考)
2,000~10,000 元
精度和选型参考:
这里有一个采购中很容易出现的问题:
同样是 DN100 电磁流量计,普通橡胶衬里和 PTFE 衬里价格可能不同;普通电极和耐腐蚀电极也不同。
所以不能只拿 DN100 这个口径去询价,还要提供介质、温度、电导率、压力、流量范围和输出要求。
三、不同介质应该选择哪种流量计?
这一部分对于水利、水务和污水处理项目尤其重要。
特别注意:电磁流量计测量污水时,要求介质具有足够的电导率;超声波也不是所有污水都能测,含气泡、固体颗粒较多时,需要区分时差法和多普勒法。
四、水利和污水项目,重点推荐哪几种?
结合水利自动化、泵站和污水处理项目,我认为最值得重点了解的是下面四种。
1. 电磁流量计
适合:污水厂进出水、泵站出水、供水管网、污泥管道。
这是水务项目中非常常见的一种选择。没有机械叶轮,不容易因一般悬浮物造成机械磨损,适合长期接入 PLC 或 SCADA 系统。
注意:必须满管测量,选型时要考虑电极材质、衬里和接地。
2. 外夹式超声波流量计
适合:供水管网改造、水库输水管道、泵站流量检测。
最大优势是不需要切割管道,可以直接在管道外壁安装传感器。比如一个已经运行多年的泵站,想增加流量监测,又不方便停水、改管,这种仪表就很有优势。
注意:管道材质、壁厚、衬里、锈蚀、气泡和直管段都会影响测量效果。
3. 明渠流量计
适合:农村污水站排放口、污水厂排放口、灌溉渠道。
如果水不是在封闭管道里面流动,而是在明渠中流动,就不能直接使用普通管道流量计。通常需要配合巴歇尔槽、量水堰等设施,通过测量液位换算流量。
4. 涡街流量计
适合:蒸汽、压缩空气及部分工业流体。
如果工厂需要监测蒸汽消耗、压缩空气用量,可以考虑涡街流量计。
但对于水利工程中的普通清水、污水管道,通常不需要优先考虑它。
五、流量计接入 PLC 控制柜,还要注意什么?
对于自动化工程来说,仪表选好了,还要考虑信号怎么采集、数据怎么传输。
项目
常见要求
模拟量输出
4–20mA
通信接口
RS485 / Modbus RTU
开关量输出
脉冲输出、报警输出
供电方式
24VDC、220VAC 等,按型号确定
显示内容
瞬时流量、累计流量、流速
PLC 采集
瞬时流量、累计流量、通信状态
平台监控
实时流量、累计用水量、历史趋势、异常报警
举个例子:
污水处理厂进水管道安装一台电磁流量计,通过 4–20mA 将瞬时流量传输到 PLC,同时通过通信接口读取累计流量。
PLC 将数据上传到 SCADA 平台,就可以实现:
实时查看污水处理进水量。统计每日、每月污水处理总量。分析进水量变化趋势。对比进水量和出水量。根据流量变化辅助调整曝气、加药等工艺参数。
但要注意,流量变化不应该直接等同于工艺控制指令,还需要结合水质、液位和工艺运行条件进行判断。
六、最后总结:流量计到底怎么选?
可以记住下面这张简单的选型表:
现场条件
优先考虑
普通清水管道
电磁流量计
不方便停水、改管
外夹式超声波
污水、污泥管道
电磁流量计
河道、灌溉渠道
明渠流量计
蒸汽管道
涡街流量计
压缩空气
热式质量或涡街
油品、柴油
涡轮、容积式或科里奥利
最后再提醒三个选型重点:
先看介质:是清水、污水、泥浆、蒸汽还是气体?再看工况:管径多大?是否满管?最大、最小和正常流量是多少?最后看用途:是普通过程监测、设备联锁,还是贸易结算、计量考核?另外,管径不等于流量计口径。流量计需要根据实际流量范围核算流速,不能一味按照管道 DN 口径直接选择。还要核实上下游直管段、安装方向和满管条件。
七、给工程人员的选型资料清单
如果要让仪表厂家准确报价,建议至少提供以下信息:
- 管道口径:DN50、DN100、DN200 等。
- 测量介质:清水、污水、污泥等。
- 正常流量、最大流量、最小流量。
- 工作压力、工作温度。
- 管道材质及安装条件。
- 输出要求:4–20mA、RS485、脉冲等。
- 精度要求及是否涉及计量考核。
建议:对水利、水务和污水自动化项目,优先把电磁流量计、超声波流量计和明渠流量计这三类研究透。它们覆盖了大量常见的管道输水、污水处理和渠道监测需求。
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