水污染源在线明渠超声波流量计对比确认方法的探讨

　　0　引言

　　随着科学的发展,水污染源流量测量逐渐由不定期瞬时监测转变为连续在线监测,与其他污染物(如,CODCr,NH3-N)在线监测仪器相配套,满足了国家对排污源主要污染物总量控制的要求。目前,广泛使用、方便、准确可靠的污水排放计量手段是非接触测量方式的超声波明渠流量计。超声波的特征是频率高、波长短、衍射现象小、方向性好、在液体和固体中衰减小、穿透率大、遇到杂质或分界面有显著的反射[1]。根据计量要求,对污水排放企业安装的在线设备必须进行对比监测。完成该项工作的单位主要为省、市级环境保护监测站,且以市级环境监测站为主。对于污染物在线监测设备的对比,一般采集平行样,1个样品在线仪器分析,另1个样品送到化验室分析,然后进行2个数据对比,确定污染物在线监测设备是否合格。对于流量的监测目前还比较困难,因为大部分市级站的流量计是旋桨转子流量计,与超声波流量计配套的主要是溢流堰或槽,这些堰或槽不具备转子流量计测量条件。因此,必须采用全新的思路对明渠超声波在线流量仪进行比对。笔者是通过确认明渠超声波流量计是否正确安装,对应水头高度与相应的流量是否吻合来比对确认在线超声波明渠流量计的。

　　1　比对测量的原理

　　目前,运城市排污企业安装的超声波流量计主要是北京九波声迪科技有限公司生产的WL-1A型超声波明渠流量计,常用的量水堰槽有直角三角堰、矩形堰和巴歇尔槽(见图1)。其中,大部分企业安装的是巴歇尔槽,只有极少数企业安装的是三角堰、矩形堰。巴歇尔槽的水位—流量关系由实验室标定,且对于上游行进渠槽条件要求较弱。由于三角堰和矩形堰的水位—流量关系来源于理论计算,因此容易忽略一些使用条件带来附加误差。

　　WL-1A仪表直接测量的物理量是液位。用于明渠测流量时,在明渠上安装量水堰槽。量水堰槽把明渠内流量的大小转成液位的高低。仪表测量量水堰槽内的水位,再按相应量水堰槽的水位—流量关系反算出流量。

　　1.1　测量水堰槽测流量的原理

　　渠内的流量越大,液位越高;流量越小,液位越低(见图2)。

　　一般渠道,液位与流量没有确定的对应关系,因为同样的水深,流量的大小还与渠道的横截面积、坡度、粗糙度有关。在渠道内安装测量的水堰槽,由于堰的缺口或槽的缩口横截面积比渠道的小,所以渠道上游水位与流量的对应关系主要取决于堰槽的几何尺寸。同样的测量水堰槽放在不同的渠道上,相同的液位对应相同的流量。量水堰槽的作用就是把流量转成液位。量水堰槽的水位—流量关系可以从JJG 711—90明渠堰槽流量计中查到。