都市配管網システムにおける流量監視機器の選定に関する分析

都市の配管網は、都市排水システムの重要な構成要素です。国が環境保護と資源リサイクルを重視するにつれ、スマートウォーターやスポンジシティの構築が今後のトレンドとなっています。集中型データ可視化・監視、新しいセンサー技術、IoT技術、5Gの普及などにより、環境モニタリングはより便利になり、オンライン計測クラウドプラットフォーム構築の基盤が整いました。スポンジシティの設立は、都市水資源再利用の技術革新と実用化です。したがって、都市における水利用状況のモニタリングは、水資源をリサイクルする効果的な方法と言えます。

都市の地下配管網システムは、その機能に応じて、雨水配管網、下水配管網、混合配管網の 3 つの基本配管網システムに分けられますが、これら 3 つの配管網システムすべてに配管状態の不具合が発生します。 3 種類の配管不具合状態は異なります。下水配管網では、沈殿物が発生することが多く、下水には浮遊物質が含まれており、工業廃水には腐食性液体が含まれている可能性があります。流量監視機器を選択する際には、機器の保護レベルと耐薬品性を考慮する必要があります。配管が満杯の状態と不具合のある状態の 2 つの状態が交互に発生し、降雨強度や季節的、地域的な排水量によって大きく変化します。混合配管は、下水管と雨水管の両方の特性をすべて備えています。

管が不完全な状態の場合、理想的な検出方法は面積流量法の原理を採用したドップラー流量計です。一般的に、ドップラープローブを使用して流速を測定し、次に圧力センサーまたは超音波センサーを使用して液面を測定します。管が満杯になったり満杯でなかったりする状態の場合、パイプラインの管が満杯になると圧力がかかるため、圧力補償機構がある機器を選択して、データの信頼性をより確実にします。季節や下水の種類が異なるため、一部の地域では梅雨の季節があり、パイプライン内の水温も変化します。超音波測定の原理では、媒体温度の変化により音速が変化するため、機器の選択時に温度補償機能があると、データがより安定します。地下パイプネットワークの特殊な作業条件、特に雨水管の作業条件を考慮すると、管が不完全な状態と満杯の状態の両方が発生する可能性があり、非接触製品が設置および構築されています。

市場に出回っている一般的なメーカーの製品は、通常、ドップラープローブ + 液面測定装置 + 測定用ホストモデルで構成されており、センサーの機能にはそれぞれ特徴があります。パイプライン測定機器は、パイプラインの直径が異なるため、一般的に一体化される傾向が強く、機器の小型化と一体化がより重要になります。これは、建設側にとっては建設の難易度の低減、設置の容易化につながり、運用・保守側にとっては複数のセンサーの保守から解放され、所有者にとっては将来の運用・保守費用と不要な建設時間を削減できるためです。センサー本体の統合度が高いほど、あらゆる面でのニーズに合致します。

次に、センサーの設置は一般的に底板または内輪への設置であり、配管のサイズと材質に応じて適切な設置方法を選択します。

機器を選択する際は、出力モード、電源モードなど、設置場所の状況に注意してください。