（以下適用性對比均為NIVUS生產的超聲波多普勒流量計與超聲波互相關流量計）

流量無法直接測量，可以采用速度-面積法測量。速度-面積法測量流量Q時，需要測量兩個因素：V_平均和過流面積A，通用計算公式如下：

Q = v(平均)? A

因此，需要精確測量V平均和過流面積A。

液位的精確測量 (h)

通過連續測量包含渠道、管道或箱涵的充滿度來確認過流的橫截面A。液位變化會導致過流橫截面積的變化，因此精確的流量測量需要在所有水力條件下進行精確可靠的液位測量。地下管網中通常含有較多的雜質，需要考慮多重冗余的液位測量解決方案，確保在非滿管等復雜情況下液位的精確測量，提供更多的數據判斷可能存在的問題。

流速的精確測量 (v)

過流斷面平均流速的精確測量，是速度-面積法測量的核心技術。

如之前的介紹，德國NIVUS公司從1975年開始生產超聲波多普勒流量計，2000年開始生產超聲波互相關流量計。數十年以來，NIVUS對超聲波互相關流量計和超聲波多普勒流量計進行了持續改進；也對兩種流量計做了全方位的實驗室比較和現場應用比較。下面，我們對NIVUS的超聲波多普勒流量計和超聲波互相關流量計進行分析。

多普勒流量計具有易于安裝等特點，但也有如下的缺點：

¤ 測量精度受顆粒濃度影響；

¤ 實際測量為點流速，而非斷面流速；

¤ 流速由統計確定最終結果，而非實際測量結果，受環境影響大；

¤ 需要穩定的流場條件，比如穩定的對稱流、足夠長的平直段、不受干擾的重力流、底部沉積干擾少和比較小的斷面尺寸；

¤ 需要定期校正，降低測量誤差。

互相關流量計的測量流速的方法是基于超聲波反射原理。

互相關流量計的測量原理，見下圖。

互相關流量計基于最新的水力模型，COSP系統計算了一個密集的測量網絡，從單個測量點位出發改了整個流體橫截面。具有如下特點：

? 經過科學流量測量的，渠道專用的實時流體數學模型；

? 靠近壁面和水平速度分布的流速計算；

? 速度積分覆蓋這個斷面，最多測量16層流速；

? 水力擾動下渠道平均流速的理想研究方法。

? 具有最高的測量精度和穩定的讀數；

? 無需校準；

? 流場的確定和指示。

在某地下管網中，使用NIVUS的超聲波互相關流量計和超聲波多普勒流量計進行測量。

3.1 測量條件

管道直徑DN500，非滿管，底部有沉積，采用NIVUS的超聲波互相關流量計和超聲波多普勒流量計進行對比測量。

3.2 比測結果

? 在底部有沉積的情況下，會產生回水的干擾。不受干擾（無回水）和受干擾（有回水）情況下，流場剖面圖變化明顯。

? 超聲波互相關流量計可以實際測量斷面的16層流速，可以感知到受干擾情況下的流場變化，表現為斷面流場分布圖的變化。

? 超聲波多普勒流量計實際測量斷面中一個點的流速，根據預設的流場分布圖擬合；該預設的流場分布圖不能感知受干擾情況下的流場變化。

? 在受干擾（底部沉積，有回水）情況下，本案例的超聲波多普勒流量計的實測平均流速為0.46m/s，而超聲波互相關流量計的實測平均流速為0.6m/s；兩種流量計的平均流速相差30%以上。

? 上面的比測結果可以看出，底部沉積會影響斷面流場分布，加大超聲波多普勒流量計的測量誤差。

地下管網的流量測量過程會受到多種干擾影響的影響。通常，可以講地下管網的測量點分為適合測量的位置和不適合測量的位置。

適合測量的位置：包括過流斷面較小（比如＜DN500mm），穩定的對稱流，足夠長的平直段（10xDN），不受干擾的重力流，底部沉積干擾少，等等。

不適合測量的位置：包括斷面尺寸比較大（比如＞DN1000mm），斷面尺寸變化，超臨界流段，回水（逆流），坡度過小導致的泥沙沉積等等。

我們的建議：

● 適合測量的點：可以選擇超聲波多普勒流量計和超聲波互相關流量計，建議用超聲波互相關流量計定期校核超聲波多普勒流量計；

● 不適合測量的點：可以考慮選用超聲波互相關流量計。