自來水流量計量時誤差原因以及處理方法

存在問題
    用電磁流量計測量自來水流量，一年里大多數時間很準，但高溫時間段，分表比總表走得快。
    上海某大廈裙房五樓和三樓各裝自來水流量計一套，四樓未裝表，用差值法計算耗水量:
         Q4= Q5-Q3
式中Q4—四樓用戶耗水總量，m3;
    Q5—五樓總表水總量，m3;
    Q3—三樓用戶耗水總量，m3。
   系統圖如圖所示。
    從計算機計量數據采集系統統計數據計算，以前幾年，耗水總量統計結果屬正常，但在2010年夏季上海熱的數天，Q4出現負值，原因是Q3>Q5，這個結論是錯誤的。

分析與診斷
    (1)三樓電磁流量計示值為什么會偏高
    有關人員察看了現場，發現設在五樓的水箱無太陽的直接照射，由自來水管網補水，水溫較低。由于水箱是開口容器，所以水中溶解的空氣應已達飽和程度。沿途自來水管從大氣中吸收熱量，水溫有所升高，尤其是在三樓處，有一段約20m長敷設在室外，溫度升得更高，自來水流過此處進人三樓流量計處有氣體從水中析出，聚集在水平管道的上部。這段管道到了三樓就再也沒有上行的機會，所以水平管內積的氣體排不出去。
    安裝在三樓水平管上的自來水流量計測量管內也難免有氣體，占據一定的流通截面積，從而使流量示值偏高。
      (2)整改建議
    在三樓水平管的合適位置增設氣體收集器和排氣閥，定期排放掉管內積氣.秋、冬、春三個季節管內不會積氣，一般不需排氣。
    (1) Q4出現負值的原因
  Q4出現負值的原因有兩個，一是三樓水平管內積氣，而且不能自行排出，也未設排氣口，以致三樓自來水流量計示值偏高;二是在式(4.22)中，Q4是個很小的數值，即四樓是個
很小的用戶，按月統計的報表顯示，其耗水量不及三樓用戶的2%，所以Q5和Q3的誤差終均由Q4來消化，會對四樓計量數據帶來較大的誤差。
    如果將表計改裝在四樓，三樓耗水量改由做減法的方法得到，則不會有用戶出現負值的情況。這一教訓可得出“測量小的”“推算大的”是一條有用的經驗。
    (2)在必要的地方裝個排氣閥
    在可能積氣而且無法自行排出這些氣體的地方裝個排氣閥，也是一條重要的經驗。
      (3)另一類非滿管流里測A對象
    市政排水、廢水處理等流量測量對象，雖然管道也不充滿，但與上述的情況截然不同，
  處理的方法也*不同。
    對于經常會處于部分充滿狀態而且無法使其變成滿管的測量對象，應選用非滿管流量計。下面是非滿管流量計的一種。
    非滿管電磁流且計的工作原理
  管道式自來水流量計通常應用于封閉管道的液體滿管流。對于流量變化很大，有時充滿管道、有時充不滿管道的情形，管道式自來水流量計不能適用。這時就需要非滿管自來水流量計。
    非滿管電磁流量傳感器可以與安裝管徑一致，在很大的范圍內工作，能夠用于封閉管道的滿管流和非封閉管道或敞開管道自由表面流測量，且不產生水頭損失，如市政排水、廢水處理、農用灌溉，流體靠自然流下的流量測量。
    自來水流量計是以傳感器截面面積恒定，測量平均流速得到流量。非滿管內的流體截面面積是變化的，流量測量不僅要鍘量流過傳感器的平均流速，而且還要測量流過傳感器的流體截面積，這就是說，非滿管自來水流量計的流量測量所要求的至少是流速和液位兩個變量。
    圖4. 24所示是一種型號為TIDALFLUX4000的非滿管流量傳感器的結構原理.它是一個帶有集成電容液位測量系統的電磁流量傳感器，是為導電液體而設計的。流過管道的流量q(t)為:
q(t)=v(t)A(t)

式中v(t)—流速;
    A(t)—流體截面積。
    流速是基于已知的電磁流量測量原理確定的。為了可靠地測量10%的液位，兩個測量電極被布置在測量管的下部約10%的高度。在測量管上下方有一對勵磁線圈，當勵磁電流流過線圈時產生磁場。導電流體經絕緣管道流過磁場產生感應電動勢E:
                                              E=vKBD
式中  v—平均流速;
      K—幾何校正系數;
      B—磁感應強度;
      D測量管內徑。
    感應電動勢E由電極采集，它正比于平均流速v，也就正比于流量q，感應電動勢E非常小(典型參數是1W線圈功率，在v=3m/s時得到1mV信號)，然后經信號轉換器放大、濾波，并轉換成累計、記錄和輸出信號。
    在圖4.24中，流體截面積A由已知的測量管內徑和液位測量系統計算得到，液位檢測電極被設置在測量管襯里內。
    與滿管式自來水流量計相比，非滿管自來水流量計由于多了一個液位變量，所以測量度沒有滿管式那么高。在圖4.25和圖4. 26所示的曲線中，是假定滿度值在流速小為1m/s,而且經過標定。
    ①流體充滿管道時
    a.v≥1m/s時Er≤1%MV
    b.v<1m/s時Er=o.5%MV+5 mm/s
    c.低液位:管道內徑的10%
    ②流體部分充滿管道時
    滿度流速≥1m/s   Er≤1%FS