给排水系统是城市运转的 “血管”,既要靠给水系统把干净水稳定输送到居民家、工厂,也要靠排水系统把污水、雨水及时排走,避免积水和污染。这两个系统的水流情况差别很大:给水系统里的水始终装满管道,干净且流速稳定;排水系统里的水时满时空,还混着泥沙、水草等杂质。这种差异让它们需要不同的流量监测设备 —— 给水系统常用超声波流量计,专门测满管的洁净水流;排水系统则用多普勒流量计,满管、非满管的脏水都能测准。
给水系统:靠超声波流量计测满管水流
给水系统的核心需求是 “稳” 和 “准”,比如居民用水、工厂生产用水,都需要稳定的水量供应,流量数据不准会影响水压调节和成本核算。给排水工程师介绍,这类系统里的管道始终是满管状态,水流干净、杂质少,超声波流量计正好适配这种工况。
超声波流量计主要分两种,用法根据管道是否已建成来定。新建小区、新工厂的给水管道,会优先装管段式超声波流量计。安装时,施工人员会把它和管道直接对接,不用后期改造,这样设备和管道贴合更紧密,水流经过时不会产生乱流,测量精度能控制在 ±1% 以内。像制药厂、电子厂用的纯水输送管道,对流量精度要求极高,管段式设备能精准记录每小时的供水量,帮企业控制生产原料用量。
如果是已经在用的供水管网,比如老城区改造要加流量监测,就会选插入式超声波流量计。这种设备不用截断管道 —— 施工人员只在管道外壁开个小孔,把探头插进水流里就能用,不会影响居民正常用水。不过工程师会特别注意安装位置,得把它装在管道顺直的地方,避开阀门、弯头这些容易让水流打转的位置,不然超声波信号会乱,测出来的流量就不准了。
排水系统:靠多普勒流量计应对复杂工况
排水系统的情况要复杂得多:下雨时管道会装满水,晴天时水位可能只到一半;污水里还混着泥沙、菜叶、水草,普通设备很容易被堵。环境监测人员说,多普勒流量计就是为这种 “恶劣环境” 设计的,它靠捕捉水里杂质反射的超声波信号来算流速,杂质越多,信号反而越清晰。
为了应对排水系统的水位波动,多普勒流量计会自带两个辅助传感器:压力传感器测水深,结合排水渠或管道的断面尺寸,自动算出不同水位下的过水面积;温度传感器能补偿水温对超声波速度的影响,哪怕冬天水温低、夏天水温高,测量精度也不会变。安装时也灵活,淤泥多的排水渠里,维护人员会用支架把设备架在离渠底 10-20 厘米的地方,防止淤泥埋住探头;地下排水井里,就用直角支架把设备固定在井壁上,避免水流冲得设备晃来晃去。
更重要的是,多普勒流量计没有转动部件,像传统设备容易被水草缠住的旋桨、容易被泥沙堵的轴承,它都没有。在市政排水干渠、工厂废水排放口这些地方,哪怕水里全是杂质,设备也能长期跑。维护人员只需要定期检查电缆有没有漏水、探头表面干不干净,不用频繁拆修,省了很多麻烦。不过要注意,如果排水经过深度处理,水里几乎没杂质了,这种设备可能会因为没信号反射测不准,得提前看流体情况。
两类设备的核心区别
从实际应用来看,超声波流量计和多普勒流量计的差别,本质是适配了给排水系统的不同需求:
适用系统:超声波流量计只给给水系统用,因为它只能测满管的洁净水;多普勒流量计专给排水系统用,满管、非满管的脏水都能应对。
流体要求:超声波流量计怕杂质,水里有泥沙会挡信号;多普勒流量计反而需要杂质,杂质能帮它反射信号,测得更准。
安装维护:超声波流量计安装要看管道状态,新建管装管段式、改造管装插入式,维护时得拆探头清洁;多普勒流量计安装方式多,支架、井下都能装,没转动部件,维护更简单。
精度影响:超声波流量计的精度靠安装位置,离阀门、弯头近了就不准;多普勒流量计的精度靠杂质含量,水里杂质太少会测不准。
设备选型建议
选设备时,不用追求 “贵的”,要选 “对的”:新建给水管道,比如小区供水主管,直接装管段式超声波流量计,一步到位;老供水管网改造,用插入式超声波流量计,不影响供水。排水系统里,市政排水干渠、工厂废水口这些水位老变的地方,一定要用多普勒流量计;小区雨水井、地下排水井,选井下安装的多普勒流量计,省空间还稳定。
给排水系统的稳定运转,离不开精准的流量监测。超声波流量计靠满管精度撑住给水系统的 “稳”,多普勒流量计靠抗干扰能力扛住排水系统的 “乱”。选对设备,才能让水 “供得顺、排得畅”,保障城市正常运转。