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水质在线监测仪器选型

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  优点: 精度高,在所有流量计仪表中属于最精确的流量仪表;重 复性好;无零漂,抗干扰性好;测量范围度宽;结构紧凑。

  缺点: 不能长期保持校准特性;流体物性对流量特殊性质影响较大。 适用水体: 大范围的应用于以下一些测量对象:石油、有机液体、无 机液、液化气、天然气、煤气和低温流体等。

  分析带来的二次污染,而且许多研究证明,密封消解法与回流法有着 很好的相关性,准确度高。

  (2)开管消解法 开管消解法的测定原理与标准回流法相同,它是以重铬酸钾为氧 化剂,将水样在开启的试管内加热12mi n以完成消解反映,控制消解反 应温度为165C。快速开管法是由沈杭等率先提出,该方法简单易操作、省时,可同时消解十几甚至几十个水样,适用于大批量样品的测定, 且用药量约为标准法的1/10,开管法消解比较安全,该方法的准确度 及精密度均较好,高中低三种浓度的水样的测定值与标准法测定值基 本一致。该方法测定下限为56mg/L,所以该方法在污水分析的实际工 作中可代替标准法用于废水化学耗氧量的测定。

  场中做切割磁力线运动时,在导体的两端产生感应电势。当导电液体 在管道中流动是,导电流体切割磁感线,通过产生的感应电流的大小即 可计算出液体流量。

  优点:测量通道是段光滑直管,不会阻塞,适用于测量含固体颗粒 的液固二相流体,如纸浆、泥浆、污水等;不产生流量检测所造成的压 力损失,节约能源的效果好;所测得体积流量实际上不受流体密度、粘度、温 度、压力和电导率变化的明显影响;流量范围大,口径范围宽;可应用 腐蚀性流体。

  缺点: 涡街流量计工作状态下的体积流量不受被测流体温度、压 力、密度等热工参数的影响,但液体或蒸汽的最终测量结果应是质量 流量。质量流量一定要通过流体密度进行换算,一定要考虑流体工况变化

  均造成的测量误差;不能准确确定流体工况变化时的介质密度;将湿 饱和蒸汽假设成干饱和蒸汽做测量。这些误差如果不加以限制或消 除,涡街流量计的总测量误差会很大。抗振性能差。外来振动会使涡 街流量计产生测量误差,甚至异常工作。通道流体高流速冲击会 使涡街发生体的悬臂产生附加振动,使测量精度降低。大管径影响更 为明显。对测量脏污介质适应性差。涡街流量计的发生体极易被介质 脏污或被污物缠绕,改变几何体尺寸,对测量精度造成极大影响。直 管段要求高。有经验的人指出,涡街流量计直管段一定要保证前40D后20D,

  微波消解法的原理是在微波能量的作用下加快分子运动速度,从 而缩短消解时间。 微波消解法与标准回流法一样采用硫酸-重铬酸钾消 解体系,水样经微波加热消解后,过量的重铬酸钾以试亚铁灵为指示 剂,用硫酸亚铁铵滴定,计算出CO的值。该方法的最大特点是反应 液的加热是采用频率为2450MH的电磁波能量来进行的,在高频微波的 作用下,反应液分子会产生摩擦运动。另外还可采用密封消解的方式, 可以使消解罐压力迅速提高到203kPa,该方法反应时间短,并可实现 对高氯水的测定。该法不仅快速,且取样体积小,试剂用量少,不需 要冷却用水,能减轻银盐、汞盐、铬盐造成的二次污染,该法对氯离 子的干扰的压制效果也优于标准方法。微波消解功率以中强火为宜, 低的微波功率很难保证水样消解完全, 而功率过高又会使测定值偏高, 此时消解时间一般为5~6min,但易氧化有机污染物组成复杂的有机污 染物所需的消解时间不同,不能简单地以标准物质(邻苯二甲酸氢钾 或葡萄糖)作为确定微波消解时间的实验依据,应根据不同水质进行 确定。

  针对重铬酸钾法消解时间长的问题, 研究人员提出了密封消解法、 开管消解法、微波消解法等改进措施。

  密封消解法是将样品密封,在165C下加热来进行样品消解,时长 约为15~20min,消解时管内压力接近0.12Mpa。由于采用密闭的反应管 消解试样,挥发性有机物不能逸出,测定结果更为准确。密封消解法 测定废水中的CO具有简便、快速、节约试剂、省水、省电、省时、少 占用实验室空间等优点,特别适合于环境监视测定系统来进行污染源大面积 调查及各厂矿企业的污染源申报中大批量水样的监测。

  要求测量流速的准确度为1%,则对声速的测量准确度需为10-5〜10-6数量级,因此必须有完善的测量线路才能实现。

  缺点:传播时间法USF只能用于清洁液体和气体,不能测量悬浮 颗粒和气泡超过一些范围的液体;反之多普勒法USF只能用于测量含 有一定异相的液体。多普勒法USF多数情况下测量精度不高。国内现 有生产品种不能用于管径小于DN25mr的管道。

  适用水质: 传播时间法超声波流量计适用于江河、海水、农业用 水、纯净燃油、润滑油、食用油、化学试剂、药液等悬浮物含量小于1%(包括泡沫)的水质;多普勒法超声波流量计适用于含杂质多的水 (下水、污水、农业用水等) 、浆类(泥浆、纸浆、化工料浆等) 、非 净燃油、重油、原油等浊度大于50~100mg/L的水质。 电磁流量计测量原理

  涡街流量计是在流体中安放一根非流线型游涡发生体,流体在发 生体两侧交替地分离释放出两串规则地交错排列的游涡的仪表。

  涡街流量计按频率检出方式可分为:应力式、应变式、电容式、热 敏式、振动体式、光电式及超声式等。

  涡街流量计是属于最年轻的一类流量计,但其发展迅速,目前已成 为通用的一类流量计。

  优点: 涡街流量计无可动部件,测量元件结构相对比较简单,性能可靠, 常规使用的寿命长。涡街流量计测量范围宽。量程比一般能达到1:10。涡街 流量计的体积流量不受被测流体的温度、压力、密度或粘度等热工参 数的影响。一般不需单独标定。它可以测量液体、气体或蒸汽的流量。 它造成的压力损失小。准确度较高,重复性为0.5%,且维护量小。

  多普勒效应法USF是利用在静止点监测从移动源发射声波而产生 多普勒频移现象的方法。

  优点:USF适用于大型圆形管道和矩型管道,且原理上不受管径限 制、基本上与管径无关。对于大型管道带来方便,可认为在没办法实现 实流校验的情况下是第一先考虑的选择方案。

  多普勒USF可测量固相含量较多或含有气泡的液体。 时间传播USF可测量非导电性液体,在无阻挠流量测量方面是对电磁流量计的一种 补充。因其易于实行,与测试方法(如流速计的速度面积法,示踪法 等)相结合,可解决一些特殊测量问题,如速度分布严重畸变测量, 非圆截面管道测量等。

  浮子流量计是应用场景范围最宽广的一类流量计,特别在小、 微流量方 面有举足轻重的作用。

  面自然流的流量仪表。非满管态流动的水路称作明渠,测量明渠中水流 流量的称作明渠流量计。明渠流量计除圆形外,还有U字形、梯形、矩 形等多种形状。明渠流量计应用场所有城市供水引水渠;火电厂引水和 排水渠、污水治理流入和排放渠;工矿企业水排放以及水利工程和农业 灌溉用渠道。

  重铬酸钾法测定CO也是国家标准方法(GB11914-89。该方法大 致可分为两步操作,即第一部氧化消解,加入已知过量的强氧化剂重 铬酸钾, 然后高温回流;第二部是利用滴定或者光度测量原理测定消耗 的重铬酸钾的量,从而计算出试样中COD的量。

  本文给出的前三种方法是针对重铬酸钾法仪器操作的第二步而分 类的。其中氧化滴定法的原理与实验室重铬酸钾法测定CO的国标方法 是一致的,在这里不再介绍;库伦滴定法是指利用电解产生的亚铁离 子作为库仑滴定剂,对氧化后剩余的重铬酸钾进行库仑滴定,根据电 生二价铁离子所需的电量按法拉第定律求得;分光光度法则是使消解 完成的水样在一定波长下,用分光光度计测定三价铬的吸光度,通过 吸光度与水样COD的线性关系进行定量分析测定。

  化学需氧量(COD),是指在一定条件下用强氧化剂处理水样时所消 耗氧化剂的量,是衡量和评价水体污染的一项重要指标,也是水质监 测分析中最常测定的项目。因此,研究COD的测定方法对工业废水和生 活污水的监测和防治具备极其重大意义。

  才能满足测量要求。耐温性能差。涡街流量计一般只能测量300C以下 介质的流体流量。

  浮子流量计,又称转子流量计,是变面积式流量计的一种,在一根 由下向上扩大的垂直锥管中,圆形横截面的浮子的重力是由液体动力 承受的,从而使浮子可以在锥管内自由地上升和下降。

  封闭管道用USF按测量原理又可细分为:1传播时间法;2多普勒 效应法;3波术偏移法;4相关法;5噪音法。其中应用最多的是传播 时间法和多普勒效应法。

  声波在流体中传播,顺流方向声波传播速度会增大,逆流方向则 减小,同一传播距离就有不同的传播时间,利用传播速度之差与被测 流体流速的关系求取流速,称为时间传播法。按测量具体参数不同, 又可分为时差法、相位差法和频差法。

  明渠流量计的工作原理通常也是采用超声回波技术,经过测量流 量槽(堰)液位高度,在京仪表内部的微处理器运算得到流量。由于 是非接触测量,能在较恶劣的环境中应用。

  缺点:可测流体的温度范围受明渠换能铝及换能器与管道之间的 耦合材料耐温程度的限制,以及高温下被测流体传声速度的原始数据 不全。目前我国只能用于测量200C以下的流体。另外,明渠流量计的

  缺点:不能测量电导率很低的液体,如石油制品;不能测量气体、 蒸汽和含有较大气泡的液体;不能用于较高温度。

  适用水质: 电磁流量计应用水质广泛,大口径仪表较多应用于给排 水工程;中小口径常用于高要求或难测场合,如钢铁工业高炉风口冷却 水控制,造纸工业测量纸浆液和黑液,化学工业的强腐蚀液,有色冶金 工业的矿浆;小口径、微小口径常用于医药工业、食品制造业、生物化学 等有卫生要求的场所。

  涡轮流量计的工作原理是当被测流体流过传感器时,在流体作用 下,叶轮受力旋转,其转速与管道平均流速成正比,叶轮的转动周期 地改变起点转换器的磁阻值,检测线圈中磁通随之发生周期性变化, 产生周期性的感应电势,即点脉冲信号,经过放大器放大后,送至显 示仪表显示。

  CODC的测试受加入氧化剂的种类和浓度,反应溶液的酸度、反应 温度和时间,以及催化剂的有无而获得不同的结果,它是一个条件性 指标,对测试操作要求十分严格。重铬酸钾法受加入氧化剂的种类和 浓度、溶液的酸度、反应温度和时间以及催化剂的影响很大。CODCfc

  线监测仪在实际应用中存在分析时间长、操作维护复杂以及消耗大量 化学药品造成二次污染等问题。 然而目前实验室测定CO仍然大多采用 国标法,因为该方法测定结果准确、重现性高,适用于各类型的CO值