（采用互相关流量计和压力传感器的组合测量，解决某泵站“带压且非满管”情况下的流量测量问题）
提升泵站的出水管，通常都是满管及较高流速，适合安装电磁流量计进行流量测量。
在实际项目中，由于现场土建和安装条件限制，不少提升泵站出现如下情况，导致其出水管为“带压及非满管”：
出口有比较长的水平管段，类似下图③的位置；
跌水，类似下图④的位置。
提升泵站的出水管如果为“带压及非满管”，则无法使用电磁流量计正常进行流量测量，也无法采用常见的流量测量方式。
“带压及非满管”流量测量问题，是不少提升泵站运行中都存在的难点和痛点问题，值得深入分析、讨论并解决。
一、分析问题
目前提升泵站出水流量测量，常用的是电磁流量计，可能使用的超声波多普勒流
量计和超声波互相关流量计。这些流量计都是速度面积法流量计。其核心就是要同步测量（1）过流断面的平均流速和（2）过流断面面积。
非满管情况下，过流断面面积的测量转换为高度的测量。
- 在满管情况下，过流断面设定为固定值，则只需要测量过流断面的平均流速。例如电磁流量计。
在“不带压及非满管”情况下，需要同步测量过流断面的高度和过流断面的平均流速。过流断面的高度，可以采用压力传感器和空气超声波液位计，例如重力流排水管网的流量测量。
在“带压及非满管”情况下，也需要同步测量过流断面的面积和过流断面的平均流速。除了非满管情况下的流速测量难题以外，过流断面的高度也面临很大的挑战：
压力传感器受到管道内空气压力的影响，无法准确测量液位的高度；
在管道带压情况下，通常无法在管道上安装空气超声波液位计；或者空气超声波液位计无法承受管道内比较高的压力。
因此，提升泵站“带压及非满管”出口流量测量面临两个难题：
如何准确测量“带压及非满管”情况下的流速；
如何精确测量“带压及非满管”情况下的液位。
二、解决问题
2.1 “带压及非满管”情况下的流速测量
如前文《观点讨论：排水管网流量精准测量，为多场景提供硬“安全底座”和软“数字底座”》（附链接）中提及，可以用插入式超声波互相关流量计，对过流断面进行全断面扫描；在“带压及非满管”情况下，过流断面平均流速的测量误差达到：
流速＜1m/s 情况下，＜测量值的 0.5%+5mm/s；
流速＞1m/s 情况下，＜测量值的 1%。
传感器顶端为 45°角的斜面，仅仅深入管道内壁 1.5cm 左右，不会影响流场分布，也不会挂垃圾。
2.2 “带压及非满管”情况下的液位测量
“带压及非满管”情况下的液位测量，是其中的难点。在现场安装条件受限情况下，可以考虑：
安装压力传感器，要求压力传感器的测量精度达到 0.25 % FSO；
采取措施，抵消管道内压力对液位测量的影响。
2.3 传感器的安装方式
将插入式互相关流速传感器和压力传感器安装在管道的测下方，如下图所示。
安装方式，要考虑方便安装、方便维护、方便带压施工等要求。
三、实际案例
3.1 项目背景
某城市提升泵站后排水管网；
DN600，钢管；
测量介质为污水，杂质多，存在非满管情况；
现有电磁流量计无法稳定测量。
3.2 测量任务
采用高精度的流量测量方法，实时监测泵站运行情况；
尽可能少的安装工作，适应复杂条件下的安装；
适应高杂质等特点。
3.3 解决方案
采用超声波互相关流量计，满足高精度的测量要求；
数量：1 套；
传感器：1xCSM 插入式互相关传感器，1 套压力传感器；
安装方式：插入式安装；
数据：通过 4G 上传云端。
四、实际测量结果
经过连续测量，发现：
当液位在 0.200m（非满管）至 0.543m（非满管）波动情况下，可以稳定测量流量。
能够在“带压及非满管”情况下，实时反馈液位和流速的变化，且与现场运行工况相符。
五、小结
提升泵站出水管如果为“带压及非满管”，则无法使用电磁流量计等常规流量计进行流量测量。这是泵站流量测量的痛点和难点。
“带压及非满管”流量测量的难点是（1）过流断面的平均流速和（2）带压情况下的液位测量。
可以考虑采用插入式互相关流量计+压力传感器的组合测量，同时采取措施，抵消管道内压力对液位测量的影响。
实际使用效果证明，插入式互相关流量计+压力传感器的组合测量能够在“带压及非满管”情况下，实时反馈液位和流速的变化，且与现场运行工况相符。
