排水管道流量仪高中低档如何选—智慧排水之乱弹（129）

赵冬泉

2024-07-25

小编按：市面上充斥着很多“技术参数虚高”的排水管道流量仪，导致很多朋友认为排水管道流量计测不准、没法用。如何从测量原理和需求出发，选择合适的流量仪至关重要。本文结合清环的研究和应用经验做介绍，供大家参考。

对排水管道开展流量的在线监测，是实现排水管网数字化管理的重要基础。由于排水管网的隐蔽性、分散性和时变性，往往需要在排水管网系统中，分区、分层、分类的分布式布设多台监测设备同步监测，才能客观了解排水管网的变化规律。排水管道流量监测一般可以同时可以采集液位、流速、流量3个数据，是排水管网在线监测中非常重要的设备类别之一。在实际工作中，往往会发现有的流量仪采购后不能满足需要，有些设备流量数据一塌糊涂；有的流量设备非常的昂贵，不能进行大规模部署。那在实际过程中，根据监测需求和数据精度和可靠性的要求，如何科学合理地选择合适的排水管道流量仪就至关重要了。

首先一定要深入分析流速监测需求到底是什么？如果只想看一看排水管道中有没有水流、水流大小情况，监测点流速就可以；如果想看长期的流量趋势变化，又不想增加设备的清淤维护成本，那就可以选择表面流速；如果想监测流量数据用于支持排水管道的定量诊断分析、雨污混接分析、入流入渗评估、模型验证等量化要求高的应用，就需要对排水管道的复杂流场采用连续波断面扫描或分层测速方式，获得具有充分代表性的数据，计算平均流速；如果想满足计量的要求，那就一定要对复杂流场进行多种方式、多种探头的全面同步监测，获取更为准确可靠的流速分布，从而得到更为准确的平均流速，确保监测数据的代表性、准确性、有效性和可靠性。下面，从点流速、表面流速、平均流速、流速分布4个层面来分析一下仪表选型注意事项。

【低端不可用类别：点流速测量、材料普通廉价，难以防水防爆防腐，只能解决有无问题】

可能有人就会问，在京东、淘宝搜索，几千块、万把块的排水管道流量仪比比皆是，它不香吗？实际情况就是：确实不香！这些价格廉价的监测设备往往使用的原材料廉价、无专业算法、探头尺寸巨大（通常高度在5cm以上），仪表的运行稳定性和可靠性差，不适用于排水管网复杂工况的持续在线监测。其测量方法使用最简单的阈值判断法，原始信息量是极少的，只能测量监测管道断面中某个随机点的点流速，仅能反映水流的快慢情况，监测数据容易跳变。因此，如果您的需求是大致反应水量大小变化、大致了解水量变化大小规律，监测点的运行工况非常平稳，解决流量监测的有无问题，短期用用，那就可以凑合使用一下。但是如果用在排水管网长期监测，那么可能修设备的钱比买设备的还贵，设备故障带来的频繁去现场可能经常发生，因此不建议大家选用此类设备。

【低端可用系列：雷达表面测速、满管多普勒补偿，维护清淤工作量小，可靠趋势监测首选】

如果安装流量仪是为排水日常管理和风险预警等工作服务的，那有一类需求就是想比较低成本、低维护需要的来获得可靠的流量趋势，这时候就可以选择雷达法来监测表面流速。表面流速代表了排水管道流量的趋势性规律，如果不做准确的定量评估，可以支持做排水管道流量变化的趋势性管理和预警分析。雷达流量计也有显著的优势，特别是在常规测量下是非接触式方式，可以大大地减少流量设备的运维周期，降低监测设备的维护成本。

在常规工况下，雷达流量仪不需要与流体直接接触，因此不会对流体产生干扰，也不会受到流体的腐蚀、磨损等影响，同时也可以大大减少现场清淤等工作量。在排水管道水位上升淹没雷达传感器后，就需要集成多普勒流速探头，来实现对非接触式的测量补充，避免数据空缺。通过雷达和多普勒超声的组合方式，实现了从非满管到满管全工况的液位、流速、流量的监测，避免了在满管后雷达没有数据的尴尬局面。因此，如果大家有表面流速的测量需求，同时需要满管使用多普勒补偿监测，就可以选择清环THWater雷达超声组合流量仪。

清环THWater雷达超声组合流量仪是一款专门针对排水管道在线流量监测设计的设备，集成了雷达表面流速测量、非接触式液位测量，浸没式超声多普勒流速测量，浸没式静压测量液位4种测量技术，适用于满管和非满管监测，具有非接触式安装、挂污少、维护成本低等显著特点。非满管雷达流速测量采用平面微带天线雷达技术，集成RF/IF放大具有低功耗高灵敏度特性；雷达液位采用低功耗、高精度60GHz毫米波脉冲相干雷达，能实现小尺寸低功耗高精度测量；超声多普勒流速测量采用高灵敏度传感器并结合多层声阻抗匹配和实时增益控制与变频技术，实现满管流速测量；浸没式静压测量液位稳定可靠。设备内置智能分析算法，适应各种复杂环境，自主融合多传感器数据计算流量。防爆防水设计，更符合管网环境使用。设备安装简单无需下井安全可靠，维修方便。

1. 经济实惠，性价比高
低端可用系列流量计以经济实惠为设计初衷，采用成本优化的设计方案，在保证基本测量精度的同时，大幅降低产品成本，让更多用户能够享受到流量监测带来的便利。

2. 简单易用，维护方便
结构紧凑，安装简便，无需复杂调试即可快速投入使用。同时，提供首次安装服务，帮助客户快速部署。非接触式方式的维护成本低，适合预算有限的项目趋势监测需求。

3. 耐用可靠，适应广泛
虽然该产品定位于低端市场，但产品依然采用优质材料制造，确保在一般工况下能够长期稳定运行。适用于排水管道恶劣工况的表面流速监测需求，满足多种基本应用场景。

【中端可用系列：连续波多普勒测定、确保流速代表性，管网问题诊断分析首选】

想要获得准确的平均流速，需要采用接触式安装方法，对测量断面进行连续的扫描，确保测量结果的一致性和代表性，每次测量信息的一致性强、原始信息量大，通过连续波测量结果的统计分布数据与排水管道断面的流场分布建立对应计算关系，可靠获得排水管道的平均流速，有效测量复杂流场下的平均流速从而计算得到可靠流量。因此，此类监测设备的数据一致性高、稳定性强，可用于定量评估。不过需要定期清淤，防止杂质覆盖探头表面导致流速数据无效。这类设备可以长期有效监测平均流速，反映水量定量变化规律，数据可靠性高，使用性价比高，可以支持排水管网的精细化管理、水量平衡对比分析、量化分析诊断等工作，应用场景广泛，监测数据资产价值强，综合性价比较高。

区别于市面上其他超声波流量计，THWater 智慧排水监测流量仪（TWQ）具有如下技术优势：

（1）通过集成多层声阻抗匹配技术，有效提高多普勒信号的透射质量，聚焦特定测量方向，提高监测数据的准确度。

（2）开发实时增益控制与变频技术，结合智能变时长稳定控制算法，大幅优化低流速条件下的信号分辨能力与测量精度，提高数据测量的稳定性和一致性，解决低流速条件下测量数据的有效性和准确性难题。

（3）集成正交信号关联与噪声谱估计技术，大幅改善排水管道中实际复杂流速分布环境下的流速特征识别准确度，并提高强电磁环境下的抗干扰能力。

（4）有效识别水下分段流速分布，适应浅流、非满管、满管等各种不同工况，实现排水管道流量更为准确的测量。

【高端精准系列：连续波+脉冲波组合、多探头全面扫描，流速分布特征监测，逼近计量需求】

随着排水管理水平的提高，我们将需要更高精度、更充分能反映排水管网流量流速特征的监测数据。这就需要多种技术的有效融合，通过更大的数据量、更全的代表性，来提高测量的准确性和可靠性。并且需要建立现场的流量校验机制和方法，可以可靠的验证现场流量测量的准确性，并对相关参数进行校准。目前清环在底层算法层面，传感器结构层面、多传感器部署层面，都在开展相应的技术研究，相信不久后将推出相关的产品再给大家介绍。目标就是要更加充分地反映流速分布特征，从而不断逼近管理所需的计量需求。另外，目前清环正在牵头编制一项测绘学会的团体标准《排水管道在线监测流量仪》，也将更为系统和科学的阐述流量监测的技术要求，也欢迎志同道合的相关朋友联系我们参与编制。

【高端产品的预期亮点】

1. 极致精准，科技引领
高端系列流量计，采用连续波和脉冲波组合方式，利用多组传感器实现排水管道流速分布规律的可靠测量，满足流量计量的技术需要。

2. 智能互联，远程监控
内置物联网模块，支持2G/4G、NB-IoT等多种通信方式，实现流量计与云端平台的无缝对接。用户可通过手机APP、PC端管理软件远程查看实时流量数据、历史曲线、报警信息等，并详细显示多传感器的流速分布规律监测结果，实现远程监控与管理，大大提升了运维效率。

3. 一次安装，长期使用
通过多传感器的有效布局，在首次安装时采用可靠的固定安装方式，减少多传感器同时被垃圾覆盖的可能性。大幅减少未来需下井作业的工作频次，满足干管流量监测的复杂需求。

4. 高端材质，耐用可靠
精选优质材质，实现长寿命、耐腐蚀、耐磨损，配合精密工艺，确保该流量仪在恶劣工况下依然能够长期稳定的工作，降低维护成本。

最后，还是提供一张对比表，来帮大家合理选择4类设备，【感兴趣的、有采购需求的朋友可以直接加老赵微信：zdqgis，或联系裘经理，电话：13311096368，当然，联系各个区域的销售经理也是可以滴

】：

类别	点流速	雷达表面流速	断面扫描平均流速	多传感器流速分布
清环严选	不推荐	THWater雷达超声组合流量仪	THWater智慧排水监测流量仪	THWater预研新产品
市场价格	1-2万（淘宝即可）	3-5万（量大从优）	7-8万（量大从优）	10万+
耐用性	弱	强	强	极强
测量信息量	测量断面中某个随机点的点流速，仅能反应水流快慢情况，数据容易跳变，信息量极少	稳定测量表面流速，可稳定观测水量变化趋势，平均流速理论计算存在不可预知的偏差，信息量少	对测量断面进行连续扫描，测量信息一致性强，可通过测量数据与流场分布建立对应关系，可靠获得平均流速，原始信息量较大	对测量断面进行多维度、多方法的扫描和监测，测量信息充分、代表性强，可绘制流场分布图，获得更为准确的平均流速，原始信息量大
适用场景	大致了解水量变化大小规律	趋势监测、风险预警、长期规律分析	精细化管理、水量平衡对比分析、量化分析诊断	计量收费、精细化定量分析诊断
安装维护	浸没式安装，定期清淤，探头大，容易挂污	非接触式安装，维护工作少	浸没式安装，定期清淤，杆装降低维护成本	浸没式安装，多传感器冗余，不下井快速清淤
一句话总结	尽量不要用，谁用谁后悔	只能测表面流速哦，趋势管理	需要定期清淤，可以满足大部分定量分析需要	造价较高，准确性和代表性强，可基本满足计量需要

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