论文导读：自动化仪表在现代工业生产中占据重要地位，根据污水处理工艺设计需求不同，污水行业应用仪表基本可分为三大系列：(1)物位，包括液位计、液位差计、泥位计（超声波、雷达、静压）。(3)流量计，包括电磁流量计、涡街流量计、超声波流量计。其中，中控系统设计安装仪表28套，现投入使用21套，物位仪表：液位计、液位差计、泥位计（超声波）。微波发射器（传感器）电激励以8度广角发射超声波脉冲直到被测物体，物体表面反射回波为此时的接收器（同一传感器）接收，转换成电气信号输出（平滑的表面回波角达到90时测量效果最好）。超声波回波质量优劣决定测量信号的精确性，因此，不能在同一料罐内安装多台超声波物位仪，且当料罐内部附近产生强烈的回波干扰（包括多次回波）或回波质量太差，如液面有大量泡沫、粉尘，以至于超声波无法到达真实物位时，需采取固定目标抑制功能在物位尽可能低的情况下进行回波抑制。一般由电极、电缆、安装支架、变送器四部分构成。
关键词：仪表，传感器，变送器，物位，涡街，回波
1. 前言
自动化仪表在现代工业生产中占据重要地位，根据污水处理工艺设计需求不同，污水行业应用仪表基本可分为三大系列：(1)物位，包括液位计、液位差计、泥位计（超声波、雷达、静压）；(2)分析仪表，包括PH、DO、浊度（SS）、COD、余氯、电导率；(3)流量计，包括电磁流量计、涡街流量计、超声波流量计。
唐山市北郊污水处理厂是利用亚行贷款建设的河北省重点环保工程，设计规模日处理污水15万吨，该厂工艺先进，自动化水平高，施工质量优良，荣获2003年中国建筑工程最高奖“鲁班奖”。其中，中控系统设计安装仪表28套，现投入使用21套，物位仪表：液位计、液位差计、泥位计（超声波）；分析仪表：PH、DO、COD、余氯；流量计：电磁流量计，用于进厂污水及污泥体积流量测量。
2. 污水厂应用仪表类型
2.1物位仪
2.1.1超声波物位
超声波物位探测仪用于对液体及粗大颗粒或球状固体（颗粒尺寸大于4mm/0.16in）进行非接触性连接物位测量，污水厂内主要应用于液位、液位差及泥位的检测，安装地点如进水泵房、格栅间、储泥池等，由被测介质决定。微波发射器（传感器）电激励以8度广角发射超声波脉冲直到被测物体，物体表面反射回波为此时的接收器（同一传感器）接收，转换成电气信号输出（平滑的表面回波角达到90时测量效果最好）。脉冲在发射和接收中所消耗的时间—飞跃的时间—与传感器到物体表面的距离成正比。内有温度传感器同时对超声波脉冲的传感时间进行温度补偿。超声波回波质量优劣决定测量信号的精确性，因此，不能在同一料罐内安装多台超声波物位仪，且当料罐内部附近产生强烈的回波干扰（包括多次回波）或回波质量太差，如液面有大量泡沫、粉尘，以至于超声波无法到达真实物位时，需采取固定目标抑制功能在物位尽可能低的情况下进行回波抑制。
超声波穿透能力较差，需要坚实清晰的界面及较宽阔的测量平台，精度要求较高或液面狭窄时，宜采用静压或雷达式物位仪进行检测。
目前超声波物位仪在污水厂中大量应用，回波因子的调整、接地线屏蔽等均对数值稳定性造成影响。总体来说，运行稳定，维护方便。
2.1.2静压式物位
静压式物位仪一般安装于料罐底部承压点，标定较困难，但具有受低密度物质的影响较小的优点。如，当污水厂进水液面堆积泡沫过厚时，超声波物位仪发射的超声波由泡沫表层反射，不能穿透泡沫直达真实液面，而此时泡沫压力相对于水压可忽略不计，宜采用静压式物位检测，保证由压力变送的液位输出值与实际情况基本相符。现唐山市东郊污水处理厂格栅间采用罗斯蒙特生产的该系列静压产品。论文检测。
2.1.3雷达式物位
雷达式物位仪具有精度高、穿透力强等优点。其电磁波可穿透雾气、蒸汽、薄而大的泡沫，远优于超声波，精确性取决于介质的导电能力，但成本过高，恶劣工况中或被测液面狭窄时适用。
2.2分析仪表
分析仪表测量值对污水厂生产运营有重要的参考作用，其线性输出可作为逻辑条件进行工艺自动控制。一般由电极、电缆、安装支架、变送器四部分构成。
2.2.1 PH计
PH计在污水厂中大量用于进水酸碱度指示，如印染厂废水的排放对PH值有较大影响。
PH计属接触直接测量式仪表，采用浸入式安装，TOP68防水连接方式，根据氢离子在玻璃电极表面聚集的活跃程度产生电势，同时测量电极与参比电极之间填充电解液并以钨丝传导平衡电势，计算PH值，禁止在硫化氢或碱性过高的环境中使用（2%NaOH 80℃ approx.10—15hlifetime），且线性输出值与被测材质无关。
U=U0+RT/nF·ln(H+)
U——传感器电压
U0 ——当PH值为7时的电压
RT/nF——输出曲线斜率（slope=59,16mV at 25℃）
污水厂中化学成分浓度随机变动范围大，但持续时间短。污物可能渗透进入电导溶液，新型PH计采用异型填充物隔离测量与参比电极，以达到较好的测量稳定性，仪表寿命延长。
PH计制造技术现已比较成熟，维护方便，属生产易耗品。玻璃电极表面损伤、老化；离子交换膜损伤，氢离子运动应由内向外交换，若反向则伤害参比电极，产生零漂，严重时无法校回。以上两点应引起特别注意。此外，(1)电极探头镀有一层微米级厚度的金属膜，在非测量环境中必须保持探头湿润（可浸泡在清水或KCL溶液中）。(2)用4%盐酸或蒸馏水清洁电极，禁用碱溶液，油或脂肪可用酒精冲洗。(3)清洗探头时不可用力擦拭，以防损坏电极膜。(4)一般工况下三个月标定一次，污水厂环境中若维护得当，使用一至两年应更换探头。
2.2.2 DO（溶解氧）仪
溶解氧数值——污水处理工艺重要指示参数。水中溶解氧含量多少决定污水生物处理过程中指示生物的生存生活条件，从而影响出水质量。
溶解氧仪传感器由覆膜帽、电解液、金阴极、银阳极、参比电极（部分型号配备）、连接电缆组成。介质中的氧以溶解气体的形式产生，通过流体传送至覆膜，基于所用材质和生产过程，只有溶解气体能渗透覆膜，同样地，溶解盐和离子被保留下来，即当传感器覆膜被覆盖时，介质的电导率不影响测量信号。氧分子在金阴极上还原成氢氧根离子（OH-），在阳极上，银被氧化成银离子（Ag+）形成一层溴化银，金阴极释放离子，阳极接收离子形成电流，以相应PLC模拟量采集标准输出。正常条件下，电流与介质中氧浓度成正比。电流在测量装置中被转换，在LCD上显示溶解氧浓度（mg/l），氧的饱和指数以%SAT表示，或以hPa表示氧压力。
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