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自动化仪表在自来水厂中的应用
日期：2024-11-22 12:01
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摘要：
自动化仪表在自来水厂中的应用
自动化在线仪表是水厂生产现场*直接的检测设备，被称为自动化的“眼睛”，其准确性直接影响到自动化控制的精度。在自来水厂中应用好自动化在线仪表来进行监控，能降低消耗、确保供水**、保证水质和压力的稳定性，产生良好的经济效益和社会效益。
1.自动化仪表在水处理系统中的重要地位
在现代化的净水厂中，每一个生产过程总是与相应的仪表及自控技术有关。仪表能连续检测各工艺参数，根据这些参数的数据进行手动或自动控制，从而协调供需之间、系统各组成部分之间、各水处理工艺之间的关系，以便使各种设备与设施得到更充分、合理的使用。同时，由于检测仪表测定的数值与设定值可连续进行比较，发生偏差时，立即进行调整，从而保证水处理质量。根据仪表检测的参数，能进一步自动调节和控制药剂投加量，保证水泵机组的合理运行，使管理更加科学化，达到经济运行的目的。由于仪表具有连续检测、越限报警的功能，便于及时处理事故。仪表还是实现计算机控制的前提条件。所以在先进的水处理系统中，自动化仪表具有非常重要的作用。
2.水处理系统常用仪表的分类
给水工程所用仪表大致可分为两大类：一类属于监测生产过程物理参数的仪表，如检测温度、压力、液位、流量等。这类仪表采用国产表，其性能和质量基本能满足要求。另一类属于检测水质的分析仪表，如检测水的浊度、pH值、溶氧含量、余氯、SCD值等。这些专用仪表在我国发展比较晚，因此，通常选用国外先进产品，从长远观点看是比较经济、可靠的。检测仪表的好坏直接关系到给水自动化的效果。在工程设计过程中，从仪表的性能、质量、价格、备件情况、售后服务等方面进行反复比较，我们一般采用进口仪表和国产仪表相结合的方法。
3.应用中应注意的问题
3.1 工业PH计
工业PH计，是一种常用的仪器设备，主要用来精密测量液体介质的酸碱度值，配上相应的离子选择电极也可以测量离子电极电位MV值，广泛应用于工业、农业、科研、环保等领域。该仪器也是食品厂、饮用水厂办QS、HACCP认证中的必备检验设备。
当测量温度变化较大时，使用工业PH计进行连续流动的测定虽然能够自动地进行温度补偿（一般温度每升高10℃，PH降低0.05），但只是消除了温度对测量部分的影响。在不同的温度下，由于酸碱离解常数的变化，水样的PH值也随着温度的变化而变化。鉴于水样温度对仪表测量结果的影响较大，在自动补偿系统达不到补偿的效果时，应特别注意使用中的调校工作，对测量误差较大的酸度计*好采取恒温的措施以减少测量的误差。工业PH计探头的使用寿命一般为一年，要及时更换。
3.2在线浊度仪
在线浊度仪一般都是通过探测水样中悬浮粒子的散射强弱来测定水的浊度。目前，供水行业中使用HACH公司的浊度计较多。
在线浊度仪水样室要定时清洗，水样流速要保持恒定，过大的流量会将水样室的沉积物冲起或产生气泡导致反映不了真实情况。在采用工具箱法标定（用两个标准浊度给仪表设定比例曲线）时，倒注配好的标准浊度液时动作要轻，防止产生气泡，引起标定不正确。浊度计的灯泡比较容易烧毁，要适当购买备件。另外，水样室中要适当进行密封处理，防止壁虎和昆虫进入，引起浊度计测量错误。
3.3余氯仪
余氯仪由监测仪、水流组件及探头组成。其中，有储液腔体的探头当膜片比较脏时，可用稀酸浸泡清洗后重复使用，但不能用棉花清洗，防止堵塞；一般来说，每3个月到半年应该更换储液腔体里的电解液一次，确保余氯计工作正常。没有储液腔体的探头在使用时，多次标定但仍与实测值相差甚远，可用2%~5%浓度醋酸浸泡两个小时后再用清水浸泡大约一个小时，一般都能工作正常。
另外，两次标定的时间间隔一般在一个小时以上，使余氯仪有适当的整定时间为好；需注意取样管道不宜采用镀锌钢管，否则管路易被氯气腐蚀堵塞。余氯计的探头使用寿命一般为两年，要注意更换。
3.4 SCD仪
流动电流探测仪亦称SCD仪。采用SCD仪的假定前提是被测水样中的微粒完全覆盖在探头活塞表面上，无人为的电性干扰才能形成一个微粒“膜”，此时SC值与电位§才成正比。但当有害物质干扰，强吸附钝化，检测室积泥严重和电极腐蚀等，都会导致流动电流与胶体状态的线性关系失调，从而导致效果不佳；另一方面，系统的总延迟时间要适合，在加药2分钟后取的充分搅拌的代表性测量样本常常能得到*好的结果。
因此，要注意按期清洗管道、探头，对仪表进行校准；以及结合投加班人员对投药效果的观察，认真填写SCD仪的运行情况表，加强管理。
3.5流量计
自来水厂中通常使用的是超声波流量计和电磁流量计，而超声波流量计测量精度优于电磁流量计，但价格高。
供水行业使用流量计的传感器、探头多装在低于地面的仪表井，常会浸在未能及时排放的雨水中，甚至长期浸泡在水中，即使是外壳防护等级为IP67（尘密短时浸水级）或IP68（尘密连续浸水级），也常因接线端子盖密封圈或电缆线引入密封圈未压紧密封，或套圈与电缆未匹配而发生受潮，导致接线端子产生氧化绝缘层，增大电阻值使感应电势减弱或产生波动，甚至直接在接线端子内部间受励磁端干扰，感应非正常电势，造成示值不稳定，甚至故障更复杂。因此，仪表井*好采用钢筋混凝土结构，并装设小潜水泵自动将积水抽走，确保传感器和探头不浸于水中，还需注意紧固接线点。
3.6盐度计
氯化物仪亦称为盐度计，是测量海水盐度的仪器设备，在水厂广泛用于监测是否有咸潮。但在氯化物浓度较低时，盐度计易受其他离子的影响而存在较大的误差。故实验室工作人员要适当利用分析方法（AgNO3滴定法），并与现场盐度计的测量结果进行比较，找出差距。另外，可在采样水稳流水箱中放入适量的滤砂对采样水实现净化，防止探头表面结垢或积泥。
3.7其他需注意的问题
（1）设专职人员对在线仪表进行维护、管理。按期对仪表、仪表探头及管道清洁，定期校正各种仪表，按期更换探头，以保证仪表测量的准确性。另外，要求实验室工作人员利用分析方法分析对应的检测项目，并与现场仪表监测结果比较，如果偏差太大，那么应适时对仪表进行校正，确保准确。
（2）不同品牌的仪表，它们的零件（如探头、灯泡）一般不能互换使用。
4.结束语
自动化仪表在自来水厂自动化控制中应用越来越广泛，合理地使用在线仪表，能够为供水水质提供有力保证。另外，适当增加闭路电视监视系统，对一些关键生产场所进行直接监视，可为**生产提供更有效保障。
自动化在线仪表是水厂生产现场*直接的检测设备，被称为自动化的“眼睛”，其准确性直接影响到自动化控制的精度。在自来水厂中应用好自动化在线仪表来进行监控，能降低消耗、确保供水**、保证水质和压力的稳定性，产生良好的经济效益和社会效益。
1.自动化仪表在水处理系统中的重要地位
在现代化的净水厂中，每一个生产过程总是与相应的仪表及自控技术有关。仪表能连续检测各工艺参数，根据这些参数的数据进行手动或自动控制，从而协调供需之间、系统各组成部分之间、各水处理工艺之间的关系，以便使各种设备与设施得到更充分、合理的使用。同时，由于检测仪表测定的数值与设定值可连续进行比较，发生偏差时，立即进行调整，从而保证水处理质量。根据仪表检测的参数，能进一步自动调节和控制药剂投加量，保证水泵机组的合理运行，使管理更加科学化，达到经济运行的目的。由于仪表具有连续检测、越限报警的功能，便于及时处理事故。仪表还是实现计算机控制的前提条件。所以在先进的水处理系统中，自动化仪表具有非常重要的作用。
2.水处理系统常用仪表的分类
给水工程所用仪表大致可分为两大类：一类属于监测生产过程物理参数的仪表，如检测温度、压力、液位、流量等。这类仪表采用国产表，其性能和质量基本能满足要求。另一类属于检测水质的分析仪表，如检测水的浊度、pH值、溶氧含量、余氯、SCD值等。这些专用仪表在我国发展比较晚，因此，通常选用国外先进产品，从长远观点看是比较经济、可靠的。检测仪表的好坏直接关系到给水自动化的效果。在工程设计过程中，从仪表的性能、质量、价格、备件情况、售后服务等方面进行反复比较，我们一般采用进口仪表和国产仪表相结合的方法。
3.应用中应注意的问题
3.1 工业PH计
工业PH计，是一种常用的仪器设备，主要用来精密测量液体介质的酸碱度值，配上相应的离子选择电极也可以测量离子电极电位MV值，广泛应用于工业、农业、科研、环保等领域。该仪器也是食品厂、饮用水厂办QS、HACCP认证中的必备检验设备。
当测量温度变化较大时，使用工业PH计进行连续流动的测定虽然能够自动地进行温度补偿（一般温度每升高10℃，PH降低0.05），但只是消除了温度对测量部分的影响。在不同的温度下，由于酸碱离解常数的变化，水样的PH值也随着温度的变化而变化。鉴于水样温度对仪表测量结果的影响较大，在自动补偿系统达不到补偿的效果时，应特别注意使用中的调校工作，对测量误差较大的酸度计*好采取恒温的措施以减少测量的误差。工业PH计探头的使用寿命一般为一年，要及时更换。
3.2在线浊度仪
在线浊度仪一般都是通过探测水样中悬浮粒子的散射强弱来测定水的浊度。目前，供水行业中使用HACH公司的浊度计较多。
在线浊度仪水样室要定时清洗，水样流速要保持恒定，过大的流量会将水样室的沉积物冲起或产生气泡导致反映不了真实情况。在采用工具箱法标定（用两个标准浊度给仪表设定比例曲线）时，倒注配好的标准浊度液时动作要轻，防止产生气泡，引起标定不正确。浊度计的灯泡比较容易烧毁，要适当购买备件。另外，水样室中要适当进行密封处理，防止壁虎和昆虫进入，引起浊度计测量错误。
3.3余氯仪
余氯仪由监测仪、水流组件及探头组成。其中，有储液腔体的探头当膜片比较脏时，可用稀酸浸泡清洗后重复使用，但不能用棉花清洗，防止堵塞；一般来说，每3个月到半年应该更换储液腔体里的电解液一次，确保余氯计工作正常。没有储液腔体的探头在使用时，多次标定但仍与实测值相差甚远，可用2%~5%浓度醋酸浸泡两个小时后再用清水浸泡大约一个小时，一般都能工作正常。
另外，两次标定的时间间隔一般在一个小时以上，使余氯仪有适当的整定时间为好；需注意取样管道不宜采用镀锌钢管，否则管路易被氯气腐蚀堵塞。余氯计的探头使用寿命一般为两年，要注意更换。
3.4 SCD仪
流动电流探测仪亦称SCD仪。采用SCD仪的假定前提是被测水样中的微粒完全覆盖在探头活塞表面上，无人为的电性干扰才能形成一个微粒“膜”，此时SC值与电位§才成正比。但当有害物质干扰，强吸附钝化，检测室积泥严重和电极腐蚀等，都会导致流动电流与胶体状态的线性关系失调，从而导致效果不佳；另一方面，系统的总延迟时间要适合，在加药2分钟后取的充分搅拌的代表性测量样本常常能得到*好的结果。
因此，要注意按期清洗管道、探头，对仪表进行校准；以及结合投加班人员对投药效果的观察，认真填写SCD仪的运行情况表，加强管理。
3.5流量计
自来水厂中通常使用的是超声波流量计和电磁流量计，而超声波流量计测量精度优于电磁流量计，但价格高。
供水行业使用流量计的传感器、探头多装在低于地面的仪表井，常会浸在未能及时排放的雨水中，甚至长期浸泡在水中，即使是外壳防护等级为IP67（尘密短时浸水级）或IP68（尘密连续浸水级），也常因接线端子盖密封圈或电缆线引入密封圈未压紧密封，或套圈与电缆未匹配而发生受潮，导致接线端子产生氧化绝缘层，增大电阻值使感应电势减弱或产生波动，甚至直接在接线端子内部间受励磁端干扰，感应非正常电势，造成示值不稳定，甚至故障更复杂。因此，仪表井*好采用钢筋混凝土结构，并装设小潜水泵自动将积水抽走，确保传感器和探头不浸于水中，还需注意紧固接线点。
3.6盐度计
氯化物仪亦称为盐度计，是测量海水盐度的仪器设备，在水厂广泛用于监测是否有咸潮。但在氯化物浓度较低时，盐度计易受其他离子的影响而存在较大的误差。故实验室工作人员要适当利用分析方法（AgNO3滴定法），并与现场盐度计的测量结果进行比较，找出差距。另外，可在采样水稳流水箱中放入适量的滤砂对采样水实现净化，防止探头表面结垢或积泥。
3.7其他需注意的问题
（1）设专职人员对在线仪表进行维护、管理。按期对仪表、仪表探头及管道清洁，定期校正各种仪表，按期更换探头，以保证仪表测量的准确性。另外，要求实验室工作人员利用分析方法分析对应的检测项目，并与现场仪表监测结果比较，如果偏差太大，那么应适时对仪表进行校正，确保准确。
（2）不同品牌的仪表，它们的零件（如探头、灯泡）一般不能互换使用。
4.结束语
自动化仪表在自来水厂自动化控制中应用越来越广泛，合理地使用在线仪表，能够为供水水质提供有力保证。另外，适当增加闭路电视监视系统，对一些关键生产场所进行直接监视，可为**生产提供更有效保障。
