自来水流量计量表量时误差原因以及处理方法

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存在问题

用电磁流量计测量自来水流量，一年里大多数时间很准，但高温时间段，分表比总表走得快。

上海某大厦裙房五楼和三楼各装自来水流量计一套，四楼未装表，用差值法计算耗水量:

Q4= Q5-Q3

式中Q4—四楼用户耗水总量，m3;

Q5—五楼总表水总量，m3;

Q3—三楼用户耗水总量，m3。

系统图如图所示。

从计算机计量数据采集系统统计数据计算，以前几年，耗水总量统计结果属正常，但在2010年夏季上海zui热的数天，Q4出现负值，原因是Q3>Q5，这个结论是错误的。

分析与诊断

(1)三楼电磁流量计示值为什么会偏高

有关人员察看了现场，发现设在五楼的水箱无太阳的直接照射，由自来水管网补水，水温较低。由于水箱是开口容器，所以水中溶解的空气应已达饱和程度。沿途自来水管从大气中吸收热量，水温有所升高，尤其是在三楼处，有一段约20m长敷设在室外，温度升得更高，自来水流过此处进人三楼流量计处有气体从水中析出，聚集在水平管道的上部。这段管道到了三楼就再也没有上行的机会，所以水平管内积的气体排不出去。

安装在三楼水平管上的自来水流量计测量管内也难免有气体，占据一定的流通截面积，从而使流量示值偏高。

(2)整改建议

在三楼水平管的合适位置增设气体收集器和排气阀，定期排放掉管内积气.秋、冬、春三个季节管内不会积气，一般不需排气。

(1) Q4出现负值的原因

Q4出现负值的原因有两个，一是三楼水平管内积气，而且不能自行排出，也未设排气口，以致三楼自来水流量计示值偏高;二是在式(4.22)中，Q4是个很小的数值，即四楼是个

很小的用户，按月统计的报表显示，其耗水量不及三楼用户的2%，所以Q5和Q3的误差zui终均由Q4来消化，会对四楼计量数据带来较大的误差。

如果将表计改装在四楼，三楼耗水量改由做减法的方法得到，则不会有用户出现负值的情况。这一教训可得出“测量小的”“推算大的”是一条有用的经验。

(2)在必要的地方装个排气阀

在可能积气而且无法自行排出这些气体的地方装个排气阀，也是一条重要的经验。

(3)另一类非满管流里测A对象

市政排水、废水处理等流量测量对象，虽然管道也不充满，但与上述的情况截然不同，

处理的方法也完全不同。

对于经常会处于部分充满状态而且无法使其变成满管的测量对象，应选用非满管流量计。下面是非满管流量计的一种。

非满管电磁流且计的工作原理

管道式自来水流量计通常应用于封闭管道的液体满管流。对于流量变化很大，有时充满管道、有时充不满管道的情形，管道式自来水流量计不能适用。这时就需要非满管自来水流量计。

非满管电磁流量传感器可以与安装管径一致，在很大的范围内工作，能够用于封闭管道的满管流和非封闭管道或敞开管道自由表面流测量，且不产生水头损失，如市政排水、废水处理、农用灌溉，流体靠自然流下的流量测量。

自来水流量计是以传感器截面面积恒定，测量平均流速得到流量。非满管内的流体截面面积是变化的，流量测量不仅要铡量流过传感器的平均流速，而且还要测量流过传感器的流体截面积，这就是说，非满管自来水流量计的流量测量所要求的至少是流速和液位两个变量。

图4. 24所示是一种型号为TIDALFLUX4000的非满管流量传感器的结构原理.它是一个带有集成电容液位测量系统的电磁流量传感器，是为导电液体而设计的。流过管道的流量q(t)为:

q(t)=v(t)A(t)

式中v(t)—流速;

A(t)—流体截面积。

流速是基于已知的电磁流量测量原理确定的。为了可靠地测量10%的液位，两个测量电极被布置在测量管的下部约10%的高度。在测量管上下方有一对励磁线圈，当励磁电流流过线圈时产生磁场。导电流体经绝缘管道流过磁场产生感应电动势E:

E=vKBD

式中 v—平均流速;

K—几何校正系数;

B—磁感应强度;

D测量管内径。

感应电动势E由电极采集，它正比于平均流速v，也就正比于流量q，感应电动势E非常小(典型参数是1W线圈功率，在v=3m/s时得到1m号)，然后经信号转换器放大、滤波，并转换成累计、记录和输出信号。

在图4.24中，流体截面积A由已知的测量管内径和液位测量系统计算得到，液位检测电极被设置在测量管衬里内。

与满管式自来水流量计相比，非满管自来水流量计由于多了一个液位变量，所以测量精确度没有满管式那么高。在图4.25和图4. 26所示的曲线中，是假定满度值在流速zui小为1m/s,而且经过标定。

①流体充满管道时

a.v≥1m/s时Er≤1%MV

b.v<1m/s时Er=o.5%MV+5 mm/s

c.zui低液位:管道内径的10%

②流体部分充满管道时

满度流速≥1m/s Er≤1%FS

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