隨著生產(chǎn)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，供排水行業(yè)面臨著從傳統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)型管理向現(xiàn)代科學(xué)量化型管理轉(zhuǎn)變的艱巨任務(wù)。而量化的管理必須有量化的數(shù)字，城市不同類型排水流量的測(cè)量也就成了必需。流量計(jì)正是可以科學(xué)地提供這一數(shù)據(jù)的測(cè)量?jī)x表。由于污水的水質(zhì)差、雜質(zhì)多、腐蝕性強(qiáng)，傳統(tǒng)的接觸型流量計(jì)很難保持長(zhǎng)期穩(wěn)定的運(yùn)行。超聲多普勒流量計(jì)解決了以上諸多問(wèn)題，并且具有體積小、易安裝和節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)，可長(zhǎng)時(shí)間在惡劣的環(huán)境下穩(wěn)定運(yùn)行，非常適合污水、排水流量的測(cè)量。一體化多普勒流量計(jì)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于安裝、維護(hù)檢修方便、流量檢測(cè)范圍寬、測(cè)量精度高的特點(diǎn)，對(duì)城市排污、工業(yè)廢水、礦漿、原油、泥漿、油水混合物等含氣泡、雜質(zhì)、顆粒的液體也有較好的適應(yīng)性，是城市排水監(jiān)測(cè)相對(duì)較優(yōu)的選擇，而且它本身具有體積小、易安裝和節(jié)能的優(yōu)點(diǎn)，可長(zhǎng)時(shí)間在惡劣的環(huán)境下穩(wěn)定運(yùn)行，適合城市排水水量計(jì)量。本儀器是根據(jù)多普勒效應(yīng)設(shè)計(jì)制造的，多普勒效應(yīng)是為紀(jì)念?yuàn)W地利物理學(xué)家克里斯琴·約翰·多普勒而命名的，在聲學(xué)領(lǐng)域中，當(dāng)聲源與接收體（即探頭和反射體）之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，回聲的頻率將有所變化，此種頻率的變化稱之為頻移，即多普勒效應(yīng)。我公司根據(jù)聲學(xué)多普勒設(shè)計(jì)的流量測(cè)量系統(tǒng)已被廣泛應(yīng)用到水利、環(huán)保、城市供排水的流量、流速測(cè)量中。
一體化多普勒流量計(jì)是基于微處理器技術(shù)，自身完備的流量測(cè)量?jī)x表，與其它常規(guī)類型流量計(jì)或其它超聲波流量計(jì)相比，除具有高精度、高可靠性、高性能、低價(jià)格的顯著特點(diǎn)外，還具有下列更多的優(yōu)點(diǎn)：
² 流速、溫度、液位一體化測(cè)量避免了設(shè)備多設(shè)備安裝的復(fù)雜性
² 測(cè)量點(diǎn)在探頭的前方，不破壞流場(chǎng)，測(cè)量精度高，量程寬
² 流速分辨率高，測(cè)速范圍廣，響應(yīng)速度快
² 可測(cè)瞬時(shí)流速、平均流速
² 內(nèi)置濾波算法，測(cè)量線性，流速檢定曲線不易變化
² 無(wú)機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部件，不存在泥沙堵塞和水草纏繞問(wèn)題
² 探頭堅(jiān)固耐用，不易損壞，操作簡(jiǎn)便
² 采用具有測(cè)量技術(shù)及流量計(jì)算方法
一體化多普勒流量計(jì)是基于微處理器技術(shù)，自身完備的流量測(cè)量?jī)x表，與其它常規(guī)類型流量計(jì)或其它超聲波流量計(jì)相比，除具有高精度、高可靠性、高性能、低價(jià)格的顯著特點(diǎn)外，還具有下列更多的優(yōu)點(diǎn)：
² 流速、溫度、液位一體化測(cè)量避免了設(shè)備多設(shè)備安裝的復(fù)雜性
² 測(cè)量點(diǎn)在探頭的前方，不破壞流場(chǎng)，測(cè)量精度高，量程寬
² 流速分辨率高，測(cè)速范圍廣，響應(yīng)速度快
² 可測(cè)瞬時(shí)流速、平均流速
² 內(nèi)置濾波算法，測(cè)量線性，流速檢定曲線不易變化
² 無(wú)機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部件，不存在泥沙堵塞和水草纏繞問(wèn)題
² 探頭堅(jiān)固耐用，不易損壞，操作簡(jiǎn)便
² 采用具有測(cè)量技術(shù)及流量計(jì)算方法
| 測(cè)量原理 | 聲學(xué)多普勒連續(xù)測(cè)量（速度面積法流量計(jì)算） | ||
| 流速 | 測(cè)量范圍 | 精度 | 分辨率 |
| 0.02~10m/s（量程可配置） | ±0.5% | 1mm | |
| 水位 | 測(cè)量范圍 | 精度 | 分辨率 |
| 0.1~10m | ±1cm | 1mm | |
| 水溫 | 測(cè)量范圍 | 精度 | 分辨率 |
| -10~60℃ | ±1℃ | 0.1℃ | |
| 流量 | 測(cè)量范圍 | 精度 | 分辨率 |
| 0.001~99999m³/h | ±2-3%（視斷面形態(tài)） | 0.001 m³/h | |
| 基本 參數(shù) | 電源電壓 | 功耗 | 頻率 |
| 7.2~24VDC | ≤65毫安（工作模式） ≤20（6.5）毫安（待機(jī)模式）@12VDC供電 | 600K/1M/2M（可定制） | |
| 通訊接口 | 線纜 | 外殼材質(zhì) | |
| RS485 Modbus協(xié)議 | 4芯屏蔽信號(hào)線 | ABS/鋁合金/不銹鋼 | |
| 工作溫度 | 防護(hù)等級(jí) | 尺寸 | |
| -30~100℃（不結(jié)冰） | IP68 | 140×55×25mm（L×W×H） | |
一體化多普勒流量計(jì)的測(cè)量原理是以物理學(xué)中的多普勒效應(yīng)為基礎(chǔ)的根據(jù)聲學(xué)多普勒效應(yīng)，當(dāng)聲源和觀察者之間有相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，觀察者所感受到的聲頻率將不同于聲源所發(fā)出的頻率。這個(gè)因相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的頻率變化與兩物體的相對(duì)速度成正比。在超聲波多普勒流量測(cè)量方法中，超聲波發(fā)射器為一固定聲源，隨流體一起運(yùn)動(dòng)的固體顆粒起與聲源有相對(duì)運(yùn)動(dòng)的“觀察者”的作用，當(dāng)然它僅僅是把入射到固體顆粒上的超聲波反射回接。發(fā)射聲波與接收聲波之間的頻率差，就是由于流體中固體顆粒運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的聲波多普勒頻移。由于這個(gè)頻率差正比于流體流速，所以測(cè)量頻差可以求得流速，進(jìn)而可以得到流體的流量。因此，超聲波多普勒流量測(cè)量的一個(gè)必要的條件是：被測(cè)流體介質(zhì)應(yīng)是含有一定數(shù)量能反射聲波的固體粒子或氣泡等的兩相介質(zhì)。這個(gè)工作條件實(shí)際上也是它的一大優(yōu)點(diǎn)，即這種流量測(cè)量方法適宜于對(duì)兩相流的測(cè)量，這是其它流量計(jì)難以解決的問(wèn)題。因此，作為一種極有前途的兩相流測(cè)量方法和流量計(jì)，超聲波多普勒流量測(cè)量方法目前正日益得到應(yīng)用。
4 儀器的安裝
4.1 渠道內(nèi)安裝條件和位置
1）由于多普勒法流速測(cè)量受流體中氣泡等因素影響較大的特性，傳感器安裝位置需滿足峰值流速時(shí)該處流體平穩(wěn)的條件。自然河道，渠道多以距上游5倍于河道、渠道寬度的位置，距下游3倍于水道、渠道寬度的位置為要求，對(duì)應(yīng)20 倍，5倍寬度的位置為宜。
2）在河流、渠道上測(cè)量，只需液位超傳感器以上10厘米，即可測(cè)量。
3）標(biāo)配型號(hào)耐壓10米，可定制滿足100米耐壓的需求。
4）多普勒法流量計(jì)對(duì)流體內(nèi)固體雜質(zhì)含量要求低于20kg/m³。
5）標(biāo)配型號(hào)可測(cè)流速為6.0米／秒，可定制滿足12.0米／秒的需求。
6）若安裝位置紊流現(xiàn)象嚴(yán)重，在缺少率定數(shù)據(jù)支持的情況下可能會(huì)對(duì)測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生較大誤差。建議選取流體平穩(wěn)流動(dòng)位置（需考慮流量峰值，流體內(nèi)固體雜質(zhì)等因素）部署傳感器。
7）傳感器垂直安裝位置以避免渠底泥沙沉積物掩埋，水生植物纏繞和石頭碰撞等情況的原則下盡量靠近渠底，同時(shí)需考慮液位高度。距渠底10厘米至25厘米為宜。
8）傳感器需水平安裝。
9）傳感器需與水流方向平行，探頭所對(duì)方向需與水流方向相反。
超聲波多普勒流量計(jì)安裝位置的上游要有渠道寬度20倍的直渠道，下游要有渠道寬度5倍的直渠道。
有些現(xiàn)場(chǎng)因?yàn)閷?shí)際渠道條件限制，造成安裝地點(diǎn)上游達(dá)不到20倍的直渠道， 下游達(dá)不到5倍的直渠道。要求是上游5倍的直渠道，下游3倍的直渠道。
如下圖實(shí)例：因?yàn)樵谏絽^(qū)，多為彎渠，達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)的上游直渠道要求，在這個(gè)點(diǎn)安裝實(shí)際流速是0.90～0.95米/秒，測(cè)量出來(lái)的值是0.65～0.80米/秒。
如果安裝在閘門下游(最少要30倍以上的直渠道)，特別要注意觀察水面情況， 是否平穩(wěn)。
如果傳感器安裝地點(diǎn)離開(kāi)閘門的距離已經(jīng)有30倍的渠道寬度，但是水面還是 不平穩(wěn)，那就需要加大傳感器距離閘門的距離，直到水流平穩(wěn)為止。這個(gè)距離沒(méi)有限制，可能是60倍的渠道寬度，80倍的渠道寬，直到水流平穩(wěn)為止。
確定安裝高度：
探頭距渠底的理想高度為100mm—250mm，具體要根據(jù)渠道的水位確定。
傳感器應(yīng)盡量安裝于靠近渠底，如果渠底有很多沉淀物、淤泥、水草或者有石頭會(huì)滾動(dòng)，可以抬高安裝位置，避免被沉積物與水草覆蓋探頭，或者被石頭沖擊探頭，造成探頭損壞。
20米以下寬度的渠道，如果是矩形渠道，是安裝在整個(gè)渠道寬度的15-20%處。因?yàn)榘惭b在這個(gè)位置，整個(gè)渠道水平方向上的平均流速。梯形渠道安裝：傳感器安裝在斜坡和底邊交界處，又叫做“坡腳”處。同時(shí)要 滿足：傳感器低于水位以下10厘米。4.2 管道或者涵洞內(nèi)安裝條件和位置
1）管道內(nèi)安裝，只要水位超過(guò)傳感器以上10厘米，管道內(nèi)徑≥300毫米就可以測(cè)量。不要求滿管，非滿管狀態(tài)下也可以測(cè)量。也要選擇水流平穩(wěn)的地方安 裝，安裝位置的上游要有管道內(nèi)徑20倍的直渠道，下游要有管道內(nèi)徑5倍的直渠道。
2）要選擇水流平穩(wěn)的地方安裝，水流不平穩(wěn)的地方，測(cè)量不穩(wěn)定，誤差會(huì)很大。會(huì)出現(xiàn)兩種情況，：數(shù)據(jù)上下波動(dòng)大；第二：測(cè)量數(shù)據(jù)比實(shí)際偏??；
3）要考慮管道內(nèi)沉積物和淤泥的情況，如果有淤泥，傳感器要避開(kāi)淤泥。 對(duì)于上游來(lái)的垃圾或者漂浮物，要在上游渠道上做格柵來(lái)過(guò)濾，格柵距離
傳感器要有管道內(nèi)徑5倍以上距離。
河道內(nèi)安裝條件和位置
1）對(duì)于較寬的河道，比如：自然河流、大型水庫(kù)的泄洪渠、大壩下的船舶航 道、水電站的泄洪道，從兩個(gè)岸邊到中間的流速相差很大，如果要測(cè)量流量就更加復(fù)雜了，因?yàn)椴煌恢昧魉俨灰粯?，流量也不一樣?/div>
2）在這種情況下，除了要滿足渠道內(nèi)安裝的條件外，一般需要多個(gè)點(diǎn)采集流速數(shù)據(jù)。最少需要3個(gè)傳感器，在河岸兩邊和中間各裝一個(gè)。
3）比如把一個(gè)30米的河道平均分為10等分。
4）要確保安裝點(diǎn)旱季的水位比傳感器高10厘米。
5）要確定現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量點(diǎn)是否適合安裝，有不少自然的河流，用支架安裝很難， 為了安裝傳感器，甚至要?jiǎng)佑猛谕翙C(jī)來(lái)做堤壩阻擋水流，形成方便施工的場(chǎng)地，這種情況下，就要考慮使用非接觸式的河道流量計(jì)來(lái)測(cè)量了。
4.4 傳感器安裝步驟
1）安裝固定支架，確保在流速2倍的條件下還可以穩(wěn)定可靠固定。
2）傳感器跟安裝底座固定。
3）傳感器電纜穿管布線，所有保護(hù)管都要固定好，在水中的保護(hù)管每0.5米最少要有1個(gè)卡子固定。傳感器背后出線口要做特別保護(hù)和固定，保證水流的沖擊力被保護(hù)管接收到，傳感器出線不會(huì)受力。
否則時(shí)間長(zhǎng)了，傳感器出線會(huì)斷裂?。?！
4）通過(guò)筆記本電腦發(fā)送指令查看測(cè)量數(shù)據(jù)
5）如果跟實(shí)際流速接近，就可以把外部通訊線與現(xiàn)場(chǎng)的采集儀主機(jī)或者其他接收設(shè)備連接。
6）清潔傳感器上附著的雜物。
4.5 傳感器線纜保護(hù)
1）傳感器的出線必須要用PVC、PE、PR、鍍鋅管等來(lái)保護(hù)，避免水流長(zhǎng)期沖擊造成電纜開(kāi)裂、脫出，或者被異物碰撞后劃傷或者割破。在保護(hù)管的保護(hù)下，線纜沿著渠道底部或者渠道內(nèi)壁由傳感器下游方向引出水面。
2）傳感器背后出線處，因?yàn)樵谒?，?huì)被水流長(zhǎng)期沖擊，需要做保護(hù)管，然后固定起來(lái)。由保護(hù)管來(lái)承受水流的沖擊力。如果由線纜來(lái)直接被水流沖擊，可能會(huì)造成斷線、電纜外皮被磨爛等情況。
3）傳感器所自帶的一段通信電纜線內(nèi)有通氣導(dǎo)管，因此注意不得將其彎折。當(dāng)通信電纜線引出水面后，可接普通的電纜線，此時(shí)應(yīng)使通氣導(dǎo)管開(kāi)口方向朝下，防止水及異物進(jìn)入通氣管，或者堵塞通氣管。
4）接傳感器上的485或者12VDC電源的電纜，485和12VDC的線纜必須分開(kāi)用兩根2芯屏蔽電纜連接。
5）不要人為拉扯、甩動(dòng)電纜，也不要撞擊傳感器殼體。不要把連接電纜作為承重線，用連接電纜來(lái)懸掛重物。電纜必須是固定在渠道的水泥壁上，不能晃動(dòng)。
6）供電只能用電池供電，或者太陽(yáng)能供電。如果使用220VAC等市電供電，要用線性電源來(lái)轉(zhuǎn)化為12VDC直流電，不能使用開(kāi)關(guān)電源。
7）對(duì)于流速≥1.0米/秒的現(xiàn)場(chǎng)，安裝支架強(qiáng)度要加強(qiáng)到現(xiàn)有支架強(qiáng)度的3倍以 上，保證激流不會(huì)沖走或者沖壞支架。并且要在水平方向上做斜撐，以支撐傳感器不會(huì)被水流沖擊造成移動(dòng)、抖動(dòng)、飄移。
8）在需要延長(zhǎng)電纜的情況下，導(dǎo)氣電纜只要保證他不會(huì)進(jìn)水，不會(huì)折彎，不會(huì)被堵塞就可以，要考慮到天氣濕度大情況，氣溫低凝露的情況。12VDC供電電纜可以延長(zhǎng)到200米，要使用0.75平方毫米的兩芯電纜。485輸出的電纜可以延長(zhǎng)到200米，要使用0.75平方毫米的兩芯屏蔽電纜。
