برای اندازه‌گیری دبی فاضلاب در کانال‌های با جریان فوق بحرانی، چندین روش موثر وجود دارد که می‌توانید از آنها استفاده کنید:
استفاده از دریچه‌های زیرگذر: این دریچه‌ها به شکلی طراحی شده‌اند که جریان را از زیر یک مانع عبور دهند و به این ترتیب امکان کنترل و اندازه‌گیری دبی را فراهم می‌کنند.
انواع مختلفی از دریچه‌های زیرگذر وجود دارد که می‌توان در کنترل دبی حجمی و اندازه‌گیری آن، از آنها استفاده کرد. هریک از این دریچه‌ها مزایا و معایب مخصوص به خود را دارد. دریچه‌های زیرگذر در پایین دیواره، سد یا کانال باز نصب می‌شوند.
دو نوع رایج از این دریچه‌ها، دریچه کشویی (Sluice Gate) و دریچه طبلی (Drum Gate) هستند. این دو دریچه را در شکل زیر مشاهده می‌کنید.
هنگامی که دریچه نیمه‌باز باشد، جریان بالادست در نزدیکی دریچه، شتاب می‌گیرد. به محض رسیدن به دریچه، سرعت به سرعت بحرانی می‌رسد و باز هم سرعت جریان بالاتر می‌رود تا با سرعت فوق بحرانی از دریچه عبور کند. بنابراین، دریچه زیرگذر مانند یک نازل همگرا — واگرا در دینامیک گازها رفتار می‌کند. اگر جت سیال خارج شونده از دریچه در اتمسفر تخلیه شود، به جریان تخلیه این دریچه، جریان برون‌ریز آزاد (Free Outflow) گفته می‌شود (شکل الف). همچنین اگر سیال خارج شونده از دریچه، دارای جریان برگشتی باشد و جت خروجی مستغرق شود، جریان تخلیه در این دریچه، جریان برون‌ریز مستغرق (Drowned Outflow) نامیده خواهد شد (شکل ب). در جریان‌های مستغرق، جت سیال یک پرش هیدرولیکی (Hydraulic Jump) را تجربه می‌کند و در نتیجه، جریان پایین‌دست به صورت زیر بحرانی خواهد بود. علاوه بر این، سطح آشفتگی و میزان جریان برگشتی در جریان برون‌ریز مستغرق بیش از حد بوده و افت هد نیز زیاد است.
نمودار انرژی مخصوص برحسب عمق جریان برای سیالی که از دریچه زیرگذر عبور می‌کند در دو حالت جریان برون‌ریز آزاد و مستغرق رسم شده است.
فلوم‌های استاندارد مانند فلوم پارشال: این فلوم‌ها با ایجاد تغییر هندسی در کانال، امکان اندازه‌گیری دقیق دبی را با استفاده از روابط هیدرولیکی فراهم می‌آورند. در این روش، عمق جریان در یک یا دو مقطع اندازه‌گیری می‌شود و بر اساس آن دبی محاسبه می‌گردد.
اندازه‌گیری عمق در دو مقطع: وقتی که درجه استغراق زیاد بوده و مانع از عبور جریان به صورت آزاد می‌شود، با اندازه‌گیری عمق در دو مقطع، تعیین دبی جریان عبوری با افت کمتر ولی هزینه بیشتر، به خاطر اندازه‌گیری دقیق دو عمق به جای یک عمق، امکان‌پذیر خواهد بود.
می توان این سیستم را در کنار یک سیستم کامل کنترلی، سنسور اندازه گیری سطح و همچنین سنسور اندازه گیری سرعت از نوع التراسونیک غرقابی را به کاربرد. بدین ترتیب امکان اندازه گیری بسیار دقیق دبی سیال فارغ از هر نوع خطا در اندازه گیری فراهم می شود.
سنسور سطح + سنسور سرعت راداری
سنسور سطح + سنسور سرعت مستغرق + سنسور سرعت راداری
*سنسور اندازه گیری سرعت راداری با زاویه 45 درجه بر مسیر جریان نصب می شود.
*سنسور اندازه گیری سطح التراسونیک به شکل عمود بر مسیر جریان نصب می شود.
* مناسب برای مواردی که امکان نصب سنسور مستغرق فراهم نیست.
*سنسور اندازه گیری سرعت راداری با زاویه 45 درجه بر مسیر جریان نصب می شود.
*سنسور اندازه گیری سطح التراسونیک به شکل عمود بر مسیر جریان نصب می شود.
*سنسور اندازه گیری سرعت التراسونیک به شکل مستغرق در کف کانال نصب می شود و امکان اندازه گیری دقیق سرعت جریان فراهم می شود.
کاربری
کاربرد عمومی این سنسور ها به شرح زیر می باشد:
* اندازه گیری دبی کانال های انتقال آب
* پایش پیوسته یا پرتابل دبی در شبکه انتقال فاضلاب و manhole
* اندازه گیری دبی در تصفیه خانه های فاضلاب
* اندازه گیری دبی در فرایند های صنعتی
* اندازه گیری دبی در کانال های آبیاری
* پایش دبی خروجی تصفیه خانه های فاضلاب ( پایش های زیست محیطی)
Submerged Area Velocity Sensor
یکی دیگر از روشها در زمینه اندازه گیری دبی آب و فاضلاب در کنال های روباز و خطوط لوله نیمه پر، دبی سنج های التراسونیک (اثر دوپلر) می باشند.
در این سنسورها، اساس عملکرد بر اساس اثر دوپلر بر سیالات جاری اندازه گیری را انجام میدهد. سنسور فوق در نمونه مستغرق بوده و با ارسال امواج صوتی، میزان دبی دقیق را فراهم می آورد. از سوی دیگر، یک سنسور فشار نیز برای اندازه گیری سطح سیال به کار رفته است تا دقت اندازه گیری را افزایش دهد.
این روشها برای اندازه‌گیری دبی در شرایط خاص جریان فوق بحرانی مناسب هستند و می‌توانند نتایج دقیقی را ارائه دهند.