摘要：水資源的短缺已稱為制約我國(guó)可持續(xù)發(fā)展道路的主要因素。除了節(jié)約用水外，水污染的防治也是水資源保護(hù)的當(dāng)務(wù)之急。建立污水處理廠是治理污水的重要手段之一。液體流量計(jì)作為污水處理廠中的計(jì)量器具，是雙方貿(mào)易結(jié)算的依據(jù)。本文主要是通過對(duì)智能型電磁污水流量計(jì)和超聲流量計(jì)的介紹，為污水廠在流量計(jì)的選用中提供參考。
當(dāng)前，我國(guó)是嚴(yán)重水匱乏的**，水資源的短缺已成為可持續(xù)發(fā)展的嚴(yán)重制約因素，可以說已經(jīng)成為我國(guó)可持續(xù)發(fā)展的瓶頸。水資源時(shí)空分布嚴(yán)重不均，人口眾多和傳統(tǒng)工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度較快加劇了缺水問題；嚴(yán)重的水污染又使缺水問題日益突出；因此，水污染防治是水資源保護(hù)的當(dāng)務(wù)之急。節(jié)水是從量上保護(hù)水資源，防治污染是從質(zhì)上保護(hù)水資源，二者缺一不可，相輔相成，節(jié)水本身就減少了污染總量；污染的防治則實(shí)際上減少了不可利用的水量，等于節(jié)水。
污水處理廠的建設(shè)是治理污水的重要手段之一。目前，天津市投入運(yùn)行的污水處理廠達(dá)到58座，累計(jì)日處理能力達(dá)到260萬(wàn)t，使全市污水處理率達(dá)到85%以上（城區(qū)90%以上）。現(xiàn)有的污水處理廠大多是由企業(yè)投資建設(shè)，處理污水所需的費(fèi)用由政府結(jié)算。液體流量計(jì)作為污水處理廠中的主要計(jì)量器具，是雙方結(jié)算的依據(jù)。由于其他類型液體流量計(jì)（如渦輪流量計(jì)、渦街流量計(jì)等）對(duì)水質(zhì)要求比較高，污水處理廠中常用液體流量計(jì)是智能型電磁污水流量計(jì)和超聲流量計(jì)。

1、智能型電磁污水流量計(jì)的測(cè)量原理是根據(jù)法拉*電磁感應(yīng)定律，當(dāng)一導(dǎo)體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)切割磁力線時(shí)，在導(dǎo)體的兩端即產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，其方向由右手定則確定，其大小與磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度、導(dǎo)體在磁場(chǎng)內(nèi)的長(zhǎng)度及導(dǎo)體的運(yùn)動(dòng)速度成正比，如果，三者互相垂直，則E=BLu （1-1）

若在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的均與磁場(chǎng)中，垂直于磁場(chǎng)方向放一個(gè)內(nèi)徑為D的不導(dǎo)磁管道，當(dāng)導(dǎo)電液體在管道中以流速u流動(dòng)時(shí)，導(dǎo)電流體就切割磁力線。如果在管道截面上垂直于磁場(chǎng)的直徑兩端安裝一對(duì)電極則可以證明，兩電極之間也將產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=kBDv （1-2）

圓形截面測(cè)量管道的體積流量qv為

由此可以進(jìn)一步表示

其中：流量計(jì)的校準(zhǔn)系數(shù)，該系數(shù)實(shí)際上通常是靠實(shí)流校準(zhǔn)得到。
由上式可見，體積流量qv與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和測(cè)量管內(nèi)徑呈線性關(guān)系，與磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度呈反比，與其他物理參數(shù)無(wú)關(guān)，這也是智能型電磁污水流量計(jì)的*大優(yōu)點(diǎn)。它的結(jié)構(gòu)主要包括流量傳感器與轉(zhuǎn)換器兩部分組成。傳感器主要由一段流過被測(cè)導(dǎo)電液體的測(cè)量管；內(nèi)襯通常是絕緣的，一對(duì)或多對(duì)電極測(cè)量管道內(nèi)導(dǎo)電液體流動(dòng)產(chǎn)生的信號(hào)；在測(cè)量管中產(chǎn)生磁場(chǎng)的電磁體。轉(zhuǎn)換器主要采用模擬集成運(yùn)算放大電路對(duì)傳感器電極產(chǎn)生的電信號(hào)進(jìn)行放大處理，來反映管道中流量的變化，通過二次顯示儀表讀取流量值。
2、超聲流量計(jì)以測(cè)量超聲波在流動(dòng)介質(zhì)中傳播的時(shí)間與流量的關(guān)系為原理。通常認(rèn)為超聲波在流體中的實(shí)際傳播速度是由介質(zhì)靜止?fàn)顟B(tài)下超聲波的傳播速度cf和流體軸向平均流速vm在超聲波傳播方向上的分量組成。如圖，順流和逆流傳播時(shí)間與各量之間的關(guān)系是

可利用式（1-5）的兩個(gè)公式得出流體流速的表達(dá)式

也可以用相似的方法獲得超聲波的傳播速度

將測(cè)得的多個(gè)聲道的流體流速vi，=1，2，……，k；利用數(shù)學(xué)的函數(shù)關(guān)系聯(lián)合起來，可得到管道平均流速的估計(jì)值，乘以過流面積，即可得到體積流量，則：

超聲波流量計(jì)主要由流量計(jì)表體、超聲換能器及其安裝部件、信號(hào)處理單元和流量計(jì)算機(jī)組成。對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)接觸式和外夾式流量計(jì)，安裝換能器處的管道可做表體使用，接觸式流量計(jì)的換能器直接與被測(cè)流體接觸，外夾式流量計(jì)的換能器緊密安裝在管道外壁。
3、兩種流量計(jì)有各自的優(yōu)缺點(diǎn)：
（1）智能型電磁污水流量計(jì)在污水測(cè)量中的優(yōu)點(diǎn)主要有以下幾個(gè)方面：
（a）壓力損失小相對(duì)較小。智能型電磁污水流量計(jì)的傳感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，測(cè)量管內(nèi)沒有可動(dòng)部件，也沒有任何阻礙流體流動(dòng)的節(jié)流部件，當(dāng)流體通過流量計(jì)時(shí)不會(huì)引起任何附加的壓力損失，流量計(jì)的阻力僅是同一長(zhǎng)度管道的沿程阻力，是流量計(jì)中運(yùn)行能耗*低的流量?jī)x表之一。
（b）可以測(cè)量臟污介質(zhì)及懸濁性液固兩相流的流量。智能型電磁污水流量計(jì)的測(cè)量通道是一段無(wú)阻流檢測(cè)件的光滑直管，不易阻塞含有固體顆粒或纖維的液固二相流體。
（c）智能型電磁污水流量計(jì)所測(cè)得的體積流量，實(shí)際上不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導(dǎo)率變化的影響。缺點(diǎn)主要是不能測(cè)量含有大量氣體的液體。
（2）超聲流量計(jì)在污水測(cè)量中的優(yōu)點(diǎn)主要有以下幾個(gè)方面：
（a）可做非接觸式測(cè)量。
（b）和智能型電磁污水流量計(jì)一般為無(wú)流動(dòng)阻撓測(cè)量，沒有壓力損失。
（c）可測(cè)量非導(dǎo)電性液體，對(duì)無(wú)阻撓測(cè)量的智能型電磁污水流量計(jì)是一種補(bǔ)充。時(shí)間法超聲流量計(jì)只能用于清潔液體，一般在污水廠中主要用于出水管道流量的測(cè)量。考慮到污水測(cè)量過程中管道中雜質(zhì)、氣泡對(duì)智能型電磁污水流量計(jì)的影響，以及超聲流量計(jì)在日常維護(hù)與保養(yǎng)得重要性，一種專用于污水測(cè)量的流量計(jì)，將是流量工作者今后努力研究的方向。