多普勒超声波流量计的原理是怎样的

为解决污水管网流量监测中的难点与问题，须选用与实际工况相适宜的管网流量计。目前，常见的可检测非满管状态的流量计有多普勒超声波流量计。

多普勒超声波流量计，采用连续波超声波多普勒原理（速度面积法），超声波发射器为一固定声源，随流体一起运动的固体颗粒起了与声源有相对运动的“观察者”的作用，把入射到固体颗粒上的超声波反射回接收据。发射声波与接收声波之间的频率差，就是由于流体中固体颗粒运动而产生的声波多普勒频移。这个频率差正比于流体流速，则可通过测量频率差求得流速。

非满管情况下的流体断面面积的测量要比满管情况下复杂一些，将管道本身的断面面积作为已知条件，进而将此问题转换为对管道内液位的测量，目前较为常见的形式有以下几种：

（1）在管道正上方居中位置开孔，外加超声波液位计。

（2）在管道内部的正上方固定超声波液位探头。

（3）在管道内底部设置压力传感器，可置于测流速的超声波声源传感器内，通过所测流体压力，结合管道断面参数等，反算出液位。

得到速度与面积，可计算出流体的流量。但这样的流量测量的方式也导致了一定的局限性，即多普勒超声波流量计适用于规则的管道断面，如圆形、矩形等。从测量介质来看，该流量计比较适用于杂质含量较多的市政污水、污泥的测量。常见的多普勒式流量计传感器安装方式有抱箍式安装和杆式安装。

抱箍式安装优点是安装形式简洁，在污水管道中不容易钩挂垃圾导致管道堵塞。但抱箍安装时的固定问题决定了该形式较适用于新建管网管道，现状管道需做临时性堵水处理，保证安装时的无水环境。且未来维护时，需要人员下井进入管道潜水作业。

杆式安装的优点是，在管道位置和井室结构清楚的前提下，安装时无需人员下井，可以在低水位时带水安装。日常维护方便，传感器容易取出进行清理。缺点是容易缠绕垃圾，为了弥补这一缺点，减少杆式安装日常维护的频率，可将底部固定传感器的底板加长，让传感器更加深入管道内部，减少垃圾缠绕的几率，避免对监测数据的影响。

审核编辑：符乾江