多普勒流量計的工作原理是利用物理學(xué)中的多普勒效應(yīng),當(dāng)聲源和觀察者之間有相對運動時,觀察者接收的聲波頻率將不同于聲源所發(fā)出的頻率。這個頻率變化與兩物體之間的相對運動速度成正比,觀察者指能夠反射聲波的固體粒子或氣泡等兩相介質(zhì),其測量到的流速反映聲波覆蓋范圍內(nèi)的某個深度或多個深度的流速,再計算得到截面平均流速,計算過程依賴流量計內(nèi)置的理論模型。
但實際上,水流的運動復(fù)雜多變,水力學(xué)模型通常只適合用于均勻流,所以遇到湍流時,雷達(dá)流量計和多普勒流量計均無法計算斷面平均流速。即使看似均勻的運動狀態(tài),水流中仍會有微小的擾動和旋渦,尤其污水管道內(nèi)漂浮物、垃圾顆粒、淤泥較多,無法形成理想狀態(tài)流速,流速測量更困難。
在這種水流運動情況下,多普勒流量計比雷達(dá)流量計準(zhǔn)確性要高。多普勒測量的是水下不同深度流速,可以近似得到相對準(zhǔn)確的流速分布,而雷達(dá)流量計只能測表面流速,無法測量實際的流速分布;只能假定當(dāng)前的流態(tài)進(jìn)行計算,準(zhǔn)確度不及多普勒流量計。
流量計安裝在水下,受污水環(huán)境影響,污水腐蝕性較強(qiáng)且探頭易形成生物膜,影響測量精度;安裝位置需要置于管道中垂線的水下,一般選擇L桿將流量計安裝在管中或管底,位于管底易被淤泥覆蓋,位于管中則易掛垃圾,堵塞探頭,設(shè)備運維頻率遠(yuǎn)高于雷達(dá)流量計,否則無法形成穩(wěn)定的流量數(shù)據(jù)。安裝在污水管道內(nèi)的多普勒流量計監(jiān)測到的污水流量數(shù)據(jù)總體較為穩(wěn)定,有規(guī)律,但存在無數(shù)據(jù)時間段,原因為掛垃圾堵塞設(shè)備探頭,清理維護(hù)后恢復(fù)正常運行。部分垃圾量較大的管網(wǎng),運維工作量會成倍增加,甚至需要每天提起設(shè)備清理垃圾。