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在安裝在線式濁度傳感器時,氣泡和湍流是影響測量精度的核心干擾因素(氣泡會散射額外光線導(dǎo)致讀數(shù)偏高,湍流會使顆粒物分布不均、傳感器受水流沖擊導(dǎo)致信號波動)。需從安裝位置規(guī)劃、管道設(shè)計優(yōu)化、輔助裝置配置三方面綜合施策。
一、避免氣泡干擾的核心措施 氣泡的來源主要包括:管道內(nèi)溶解氣體釋放(如水溫變化、壓力驟降)、水流沖擊產(chǎn)生的氣泡(如閥門節(jié)流、管道彎頭處)、水樣中夾帶的游離氣體(如曝氣工藝后)。需通過安裝位置選擇、管道結(jié)構(gòu)優(yōu)化和輔助裝置消除氣泡影響。
1. 安裝位置遠(yuǎn)離氣泡高發(fā)區(qū)
- 避開氣泡源頭:
- 遠(yuǎn)離泵出口、閥門(尤其是節(jié)流閥)、管道彎頭、文丘里管等易產(chǎn)生湍流和氣泡的位置(這些區(qū)域水流沖擊劇烈,易裹挾空氣形成氣泡)。
- 避免安裝在管道頂部或液面波動區(qū)(管道頂部易聚集游離氣泡,液面波動會卷入空氣),優(yōu)先選擇管道側(cè)壁或稍偏下位置(距管道底部1/3管徑以上,避免沉積物同時遠(yuǎn)離頂部氣泡層)。
- 利用水流自然排氣: 若管道存在溶解氣體,可將傳感器安裝在管道“下行段”(水流從高處向低處流動),利用重力使氣泡向上漂浮遠(yuǎn)離傳感器;避免安裝在“上行段”(水流向上流動時氣泡易隨水流沖擊傳感器)。
2. 管道設(shè)計優(yōu)化與消泡裝置配置
- 加裝消泡預(yù)處理裝置: - 在傳感器上游(距離傳感器3-5倍管徑處)安裝**擋板/折流板**:通過改變水流方向,使氣泡在浮力作用下上升至管道頂部聚集,再通過管道頂部的排氣閥排出(擋板需傾斜45°,避免形成死水區(qū))。
- 對高氣泡場景(如含氣工藝水),可加裝消泡網(wǎng)/消泡器:采用多孔不銹鋼網(wǎng)或親水性材料,氣泡通過時被吸附、融合并上升排氣,減少進(jìn)入傳感器測量區(qū)的氣泡量。
- 控制管道壓力與流速:
- 避免管道內(nèi)壓力驟降(如閥門突然開啟),可通過穩(wěn)壓閥控制管道壓力穩(wěn)定,減少溶解氣體因壓力變化釋放為氣泡。
- 流速過高易產(chǎn)生氣泡,需將管道流速控制在傳感器推薦范圍(通常0.3-1.5 m/s,具體參考傳感器手冊),流速過快時可通過擴(kuò)大測量段管徑降低流速。
3. 傳感器安裝細(xì)節(jié)優(yōu)化
- 探頭朝向與角度: 傳感器探頭需避免正對水流方向(防止水流直接沖擊產(chǎn)生氣泡附著),建議與水流方向成45°角或垂直于水流方向安裝(側(cè)壁安裝時探頭指向管道中心),減少水流直接沖擊導(dǎo)致的氣泡附著在光學(xué)窗口上。
- 探頭深度與密封: 確保探頭浸沒在水中(至少淹沒光學(xué)窗口5mm以上),避免部分暴露在空氣中導(dǎo)致氣泡進(jìn)入測量區(qū);安裝接口需密封嚴(yán)密(使用O型圈或密封膠),防止外界空氣從縫隙進(jìn)入管道形成氣泡。
二、避免湍流干擾的核心措施 湍流會導(dǎo)致水樣中顆粒物分布不均、傳感器受水流沖擊振動,進(jìn)而使讀數(shù)波動或漂移。需通過安裝位置的“穩(wěn)流設(shè)計”和管道結(jié)構(gòu)優(yōu)化減少湍流影響。
1. 嚴(yán)格選擇“穩(wěn)流段”安裝位置
- 直管段長度要求: 傳感器必須安裝在管道的“充分發(fā)展流”段(即穩(wěn)流段),上游需遠(yuǎn)離湍流源(如閥門、彎頭、泵、攪拌器),確保上游直管段長度≥**10倍管道直徑,下游直管段長度≥**5倍管道直徑**(例如DN100管道,上游需至少1米直管段,下游至少0.5米)。若空間受限,可通過加裝“整流板”縮短直管段要求(整流板需均勻開孔,孔徑為管徑的1/5-1/10,減少水流擾動)。
- 避開湍流敏感區(qū)域: 禁止安裝在管道的“縮徑段”“擴(kuò)徑段”或“三通接口”附近,這些區(qū)域水流易形成渦流和湍流;若必須在復(fù)雜管道布局中安裝,需在傳感器上游加裝“穩(wěn)流筒”(內(nèi)部加裝導(dǎo)流葉片,使水流平穩(wěn)過渡)。
2. 優(yōu)化管道結(jié)構(gòu)與流速控制
- 控制水流穩(wěn)定性: 管道內(nèi)流速需穩(wěn)定(避免頻繁波動),可通過流量計監(jiān)測流速,若流速波動過大(如±10%以上),需在管道系統(tǒng)中增加穩(wěn)壓罐或緩沖罐,減少流速突變導(dǎo)致的湍流。
- 避免局部湍流: 傳感器安裝處的管道內(nèi)壁需光滑(無凸起、焊縫毛刺),防止粗糙表面形成局部渦流;若管道存在焊縫,需打磨平整,避免水流沖擊焊縫產(chǎn)生湍流。
3. 傳感器固定與抗干擾設(shè)計
- 強(qiáng)化傳感器固定: 用剛性支架固定傳感器(尤其浸入式安裝),避免水流沖擊導(dǎo)致傳感器晃動(晃動會使測量區(qū)域水流不穩(wěn)定);支架需與管道或池體牢固連接,減少振動傳遞。
- 加裝保護(hù)套管(高流速場景): 對流速過高(>1.5 m/s)的管道,可在傳感器外部加裝帶開孔的保護(hù)套管(套管孔徑略大于傳感器探頭,開孔方向順?biāo)?,減少直接沖擊),既保護(hù)傳感器又降低局部湍流影響。
三、關(guān)鍵操作要點(diǎn)
1. 位置優(yōu)先:嚴(yán)格遵循“上游10倍管徑、下游5倍管徑”的直管段要求,遠(yuǎn)離閥門、彎頭、泵等湍流/氣泡源。
2. 結(jié)構(gòu)優(yōu)化:通過擋板、消泡網(wǎng)、整流板等輔助裝置預(yù)處理水流,減少氣泡和湍流。
3. 細(xì)節(jié)把控:傳感器安裝在管道側(cè)壁(非頂部/底部),探頭避開正對水流方向,確保浸沒且固定牢固。
4. 預(yù)處理適配:高氣泡/高湍流場景(如工業(yè)廢水、曝氣后水樣)需在傳感器上游增加獨(dú)立的消泡/穩(wěn)流預(yù)處理單元(如小型緩沖罐+消泡器)。
通過以上措施,可顯著降低氣泡和湍流對測量的干擾,確保傳感器在穩(wěn)定流場中捕捉真實(shí)濁度信號,避免讀數(shù)漂移或失真。
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