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典型案例：污水处理厂重力流出水管的流量测量
污水处理厂总出水管通常为重力流自流，经常为非满管。如果采用电磁流量计，则需要设置倒虹吸，土建工作量大，低流速情况下误差大；如果采用超声波流量计，则在水中悬浮物较小情况下，如何有足够的反射物以便确保测量精度？这些是困扰设计单位和使用单位的难题。
下面，介绍某地下污水厂出水总管的流量测量解决方案，供大家参考。
某地埋式污水处理厂总出水管的情况如下： ➤ DN1200mm混凝土管，流量约1200m³/h； ➤ 安装位置的管道平直段约10米，在道路下方，无法开挖； ➤ 排水为滤布滤池出水，水质达到准四类水标准，悬浮物低于5mg/L； ➤ 液位波动大，从低液位到满管; ➤ 流速波动大； ➤ 电磁流量计无法满足使用要求。
通常，大多采用电磁流量计作为污水处理厂总出口的流量测量。电磁流量计的缺点是：
(1) 无法实现非满管的流量测量；
(2) 低流速时测量误差大；
(3) 需要开挖和设置超越管。
管道的流量测量的要求如下： ✔ 测量管道的瞬时流速、瞬时流量、液位、水温和累计流量，其中流量测量误差＜±3%； ✔ 低悬浮物情况下，保持稳定的测量精度； ✔ 在低流速和高流速情况下，保持稳定的测量精度； ✔ 在需要0cm至100%满管整个液位范围内，保持测量高精度； ✔ 要求方便安装和维护； ✔ 使用寿命长，尽可能免维护。
前面的文章讨论过，排水管网高精度的流量测量，需要采用速度-面积法流量计。测量流量Q需要测量两个因素：平均流速和过流面积。采用以下通用计算公式：
Q = v(平均) • A
常用的速度面积法流量计，包括超声波多普勒流量计、超声波互相关流量计和超声波时差法流量计。
考虑到要求流量测量误差＜±3%，因此将超声波多普勒流量计排除在外。
考虑到管道内的液位波动很大，预计从0cm至100%满管。而超声波时差法流量计传感器的尺寸原因，在DN1200mm管中的测量范围是30%至100%。因此将超声波时差法流量计排除在外。
安装方式如图。每套包括1组空气超声波传感器和1组流速/水中超声波/静压式液位计组合传感器： (1) 1组空气超声波传感器，安装在排口管道断面中心垂线顶部，垂直向下；用于0cm至6cm超低液位的流速、流量和空气温度的测量； (2) 1组流速、水中超声波和静压式液位计的组合传感器，安装在排口断面底部，垂直向上；用于6cm至100%满管的流速、流量和水温测量； (3) 通过两种传感器的组合，实现0cm至100%满管的流量精确测量。
✦ 可以适用于DN150至DN2000的管道内安装， ✦ 可以用于满管/非满管的测量； ✦ 无需工具，5分钟内的快速安装； ✦ 在水中含次氯酸钠情况下，可以选用1.4461或1.4462材质。 ✦ 测量精度高（流量测量精度约为1-3%）； ✦ 数据质量好； ✦ 对测量前后平直段的要求相对较低。
变送器上可以看到实时的流场动态分布图，在液位0.317米时也可以看到16层平均流速。
该套设备于2020年6月安装，迄今一直稳定运行。下图为2020年7月的实际测量结果。其中红框内为检修时，流量降低所致。
从图中可以看到： ☑ 数据完好率100%，数据可用率100%； ☑ 一个月内液位基本在0.3至0.4米之间波动（管道直径1.2米）； ☑ 流速基本稳定； ☑ 当液位低至0.1m时，也能稳定测量流速。
