多普勒流量计在城市管网中的运用

2023年08月18日 15:59

  城市管网建设中,供水管网的流量测量是一项重要内容,直接关系到供水企业的生产经营、用户用水安全和企业经济效益。传统的流量计有超声波流量计、电磁流量计和涡街流量计等,这些流量计在测量过程中,均存在一定的不足之处。而多普勒流量计则不同,它是一种新型流量计,利用多普勒效应原理,可对流量进行非接触式连续测量,避免了流体对管壁的碰撞和磨损,且测量精度高、可靠性好、测量范围宽。基于多普勒效应原理设计的多普勒流量计具有无介质、无磨损、无流体接触等优点,尤其适合城市管网中大流量、高精度的连续测量。

  一、工作原理

  多普勒流量计是基于多普勒效应原理的,利用多普勒效应进行非接触式连续测量的流量计量仪表。其工作原理为:当流动介质在管道中流动时,介质中的气体分子会绕流体会做圆周运动,在圆周运动过程中,一部分气体分子会发生碰撞,造成部分气体分子发生偏移;另外一部分气体分子则会围绕流动介质做圆周运动。由于速度不同,导致流体的动能和势能的变化,从而引起多普勒频率的变化。多普勒频率可以通过计算获得。

  在城市管网中,流体主要由大气和水组成。如果多普勒流量计能够应用于城市管网中,将对城市供水管网的流量计量提供可靠的保障。

  二、测量精度

  多普勒流量计的测量精度,与传感器的测量精度、信号处理算法和管道内流体状态有关。传感器的测量精度由传感器的材料和结构决定,影响其测量精度的主要因素包括传感器材料、加工工艺、安装方式、工作条件等。多普勒流量计采用先进的信号处理算法,可提高测量精度,且其测量精度可达到±1%。

  在城市供水管网中,由于管道内流体流速变化较大,经常会出现波动情况,这将直接影响多普勒流量计的测量精度。为了提高测量精度,需要采用一种专门用于消除波动影响的算法,该算法通过计算流体流速与多普勒频率之间的关系,实现对多普勒频率进行修正。

  三、安装要求

  多普勒流量计在安装时,应注意以下几点:

  1.安装位置应尽量避免振动、温度、压力变化较大,远离强磁场和强辐射源;

  2.应尽量避免在被测管道的入口前安装流量计;

  3.应尽可能地避开管道弯头,以保证仪表正常测量;

  4.测量点的前后应无影响流量测量的障碍物,以保证仪表正常运行;

  5.测量点周围不应有可能损坏流量计的东西,以免损坏流量计;

  6.流量计应远离温度和压力较高的地方,以免温度和压力变化时产生不正确的数据;

  7.流量计上不应有管道式阀门、阀门限位、控制阀等设备,以免影响流量计测量精度;

  8.流量计应尽可能安装在被测管道的下游。

  四、维护注意事项

  1.定期检查流量计的功能状态,如是否有故障、校准记录是否正确等,必要时需及时更换。

  2.定期对流量计进行清洁,清除附着在流量计表面的杂质和污垢,防止流量计堵塞。

  3.对流量计进行定期校验,提高测量精度和稳定性。

  4.定期对流量计的接线端子进行检查,避免接线端子损坏而造成的测量误差。

  5.在流量计清管期间,应保证流量计内部无气体进入,且流量计清管周期与管道内的流速成正比关系。

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