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排水管网流量和液位测量是行业的痛点、技术难点和关注热点。和同行的线下沟通中,我们发现普遍对流量测量存在某些误区。为了系统的介绍排水管网流量和液位测量,每周NIVUS的微信公众号将分别介绍一篇主旨文章、一篇相关产品简介、一篇典型案例、一篇拓展应用和一篇有问有答。
您有任何的流量和液位测量的难题,请电话、微信或微信公众号留言联系我们。我们将在“有问有答”专栏回答大家关心的问题。
德国NIVUS是全球领先的测量系统开发商、制造商和服务商。我们的产品范围包括用于流量、液位和水质的计量装置以及远程控制系统。我们还开展了高精度的城市排水测量项目。
NIVUS的流量测量系统代表着创新、可靠和高精度。
NF750固定安装式互相关流量计,用于部分充满和满管的排水管网的高精度流量计量,持续迭代21年,始终定义地下管网流量测量的最高标准。
1 流量原理
超声波互相关流量计为速度-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
1.1 流速的精确测量 (v)
NIVUS互相关流量计基于超声波互相关原理,传感器连续扫描水中多个颗粒或气泡,反射信息存储为图像,基于频率特征的粒子识别,根据脉冲重复频率确定两个脉冲之间的TPRF时差Δt,根据这个时间差和距离间隔得到颗粒或气泡的速度,从而得到这个点的流速。可以把超声波互相关流量计想象为超声波相机:互相关流量计可以记录超声波束内的水平和垂直方向多个颗粒或气泡,如同测量“颗粒云”,并在几毫秒内对颗粒或气泡进行相互比较(两张照片的比对)。互相关流量计的优点是:测量实际流速而不是拟合值,无需对流量计进行校准,无需数据二次处理(即数据清洗)、在复杂条件下具有极高的测量精度。
1.2 过流面积A的精确测量
通过连续测量包含渠道、管道或箱涵的充满度来确认过流的横截面A。液位变化会导致过流横截面积的变化,因此精确的流量测量需要在所有水力条件下进行精确可靠的液位测量。排水管网中含有较多的杂质,需要考虑多重冗余的液位测量解决方案,确保在非满管等复杂情况下液位的精确测量,提供更多的数据判断可能存在的问题。
2 应用领域
适合使用的领域:
0cm至100%满管的轻度到重度污染介质的高精度流量测量。
可以解决如下测量难题:
0cm-100%满管:采用NIVUS互相关流量计和空气超声波相结合的办法,可以解决0cm-100%满管的流量测量;
沉积物:采用互相关流量计偏心安装的方式,规避沉积物对流量测量的影响;
超临界流体条件:NIVUS互相关流量计可以测量-1至+6m/s的流速范围,在低液位和高流速的超临界条件下,也可以稳定运行;
旋流、逆流和压力流:NIVUS互相关流量计可以测量最多16层流速,测量-1至+6m/s的流量范围,
超低流速:NIVUS互相关流量计可以测量例如0.005m/s超低流速;
高流速:NIVUS互相关流量计可以测量高达+6m/s的高流速;
低浊度的应用:NIVUS互相关流量计很灵敏,可以测量低浊度和低流速水中的气泡,从而精确测量低浊度水的流速;
小直径管道:NIVUS互相关流量计可以测量低至DN150mm非满管流量;
大尺寸的断面;
前后平直段的距离不足;
断面尺寸变化,等等问题。
3 产品特点
NivuFlow 750固定安装式互相关流量计可以实时测量瞬时流量、累计流量、瞬时流速、水温和液位。产品有如下特点:
极高的测量精度;
同样适用于极端困难的应用场景;
最多达3个测量点和9个流量传感器(M9版);
实际流速剖面的实时测量;
直观、现代的操作理念,可快速轻松地进行初始调试;
集成的数字化流体模型,部分充满和完全充满的管道及渠道中的测量;
用于户外使用的带保护罩版本;
防爆1区认证;
高分辨率的图形日光显示;
广泛的诊断功能,可实现可靠的初始启动和快速维护;
紧凑的结构,适合于窄型控制柜;
易于连接的连接点,快速接线;
通用的标准化接口,易于集成;
通过互联网的在线连接/数据传输和远程维护;
MCERTS认证。
4 NF750固定安装式互相关流量计技术参数
4 流速传感器连接数量
NF750变送器可以连接最多3个测量点和9个流量传感器。
5 操作方式
旋转按钮,2个功能键,德语、英语和中文等语言的菜单导航。
6 变送器安装方式
6.1 电控柜内安装
6.2 室外安装
可以采用室外保护罩,将变送器的防水等级提升至IP67或IP68。
7 设备连接方式
鉴于排水管网流量和液位测量的复杂性,如果您有测量需求,建议您通过电话、微信或微信公众号直接联系我们。我们将根据您的测量需求和预算范围,选择合适的流量计和安装方式,并可以提供后续的数据分析等增值服务。
我们非常乐意接受各种挑战,并和全球顶尖的测量和仪表工程师团队一起为您提供持续的技术服务,协助您解决这些难题。