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      多普勒超聲波流量計

      多普勒超聲波流量計


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      近年來隨著水文行業的發展,便攜式流速儀流速流量儀的運用是很廣泛的,流速儀已經運用到水利水文站,農田灌溉,明渠溝渠水渠,河道坑道水道,廠區礦區地下水,環保檢測站,實驗研究院,學校水利系,淡水海水研究所,地質勘查所,水務局等專業水利水文研究流速流量的單位。儀器測量精準,使用簡便,攜帶方便,保養簡單,是目前使用最好的流速流量儀器,可以定做非標產品,對一些特定部門和特定環境可以專門定做水流速流量儀器,達到測量要求,測量精準快速。


      潤中儀表生產的多普勒超聲波流量計是基于超聲波多普勒、頻譜分析和低功耗技術的新一代多普勒流量計。產品由流速測量模塊、液位測量模塊、溫度測量模塊、微控制器、通信模塊、電源模塊等組成,集流速、液位、溫度、流量的測量、存儲和通信于一體。適用于明渠、河道、排水管網的流速流量測量以及于各種滿管、非滿管的流速流量測量。


      2. 原理特性

      2.1 工作原理

      產品流速測量基于多普勒效應,探頭斜向上發出一束超聲波,當超聲波接觸到流體中的雜質或氣泡時會使反射的超聲波產生多普勒頻移Δf, 多普勒頻移Δf正比于流體流速,通過測量多普勒頻移Δf即可測量出流體的流速V。

      產品基于壓力傳感器測量液位,通過設定的渠道參數可自動計算流體截面積S,基于速度面積法,即可測量液體的流量Q。

      Q= V×S


      2.2 特點

      l 采用超聲波多普勒原理測量流速,測量精度高,環境限制;

      l 采用速度面積法測量流量,無需建設堰槽,施工成本低;

      l 高集成度,支持流速、液位、流量、溫度同時測量;

      l 自帶溫度傳感器,補償水溫對聲速的影響;

      l 仿生學外觀設計,有效減少垃圾遮擋;

      l 低功耗設計,工作電流小于25mA,適用于電池或太陽能供電。


      3. 參數指標

      流速量程 0.02m/s~5m/s
      流速精度 讀數的±1%
      流速分辨率 0.001m/s
      液位量程 0~5m
      液位精度 ±0.5%FS
      液位分辨率 0.001m
      水溫量程 0~60℃
      工作電壓 DC 9~28V
      功耗 <25mA
      數字輸出 RS-485、Modbus RTU
      尺寸 182*70*30mm
      材質 POM
      防護等級 IP68
      電纜長度 標配10m,可根據需求定制

      4. 通信功能

      4.1 通信參數

      產品標配RS-485、Modbus RTU接口,通信時作為從機使用,具體參數如下:

      通訊接口與協議 RS485接口、Modbus RTU協議
      波特率 9600bps
      數據位位數 8位
      停止位位數 1位
      數據校驗方式 無校驗
      通信地址 默認為1(范圍是1~254之間)

      4.2 寄存器說明

      項目 寄存器地址 數據類型 長度 讀寫 備注
      傳感器類型 0 un_short 1 默認1
      預留 1 un_short 1
      設備編號 2 un_int 2
      軟件版本 4 float 2
      傳感器狀態 6 float 2
      流速 8 float 2 單位m/s
      溫度 10 float 2 單位℃
      液位 12 float 2 單位m
      流量 14 float 2 單位m3/h
      通信地址 50 un_short 1 讀/寫 默認地址1,范圍1~254
      濾波系數 52 un_short 1 讀/寫 默認地址1,范圍1~50
      濾波算法 53 un_short 1 讀/寫 0:拉伊達 1:濾波拉伊達 3:直接輸出
      管道形狀 54 un_short 1 讀/寫 1:矩形 2:圓形
      河寬或直徑 56 float 2 讀/寫 單位m
      河高 58 float 2 讀/寫 單位m
      安裝高度 60 float 2 讀/寫 單位m
      液位跳動閾值 62 float 2 讀/寫 單位m
      流速跳動閾值 64 float 2 讀/寫 單位m/s
      最小液位閾值 66 float 2 讀/寫 單位m,默認0.02m

      5. 使用方法

      5.1 安裝說明

      水質要求:依據測量原理,待測水體需含有一定微小雜質或氣泡,但水中漂浮物不易過多,避免干擾。

      水體流態要求:應安裝在具有固定斷面的順直段下游,順直段長度最好是渠道水力半徑的5-10倍(順直段越長測量精度越高),且這一距離范圍內不得有過流阻擋物(如水閘、堰等),以保證探頭前段水流流態的均勻穩定。

      5.2 儀器應用場景

      5.2.1 明渠監測

      配套太陽能供電系統,采用側坡安裝方式,用鍍鋅管鋪設電纜,起到固定和保護作用。保證流量計在不接觸河床底部淤泥的前提下盡量靠下安裝。

      5.2.2 管網、窨井監測

      管網監測:配套太陽能供電系統,采用&ldquo;L型&rdquo;支架安裝,將流量計迎著水流方向伸進管道內,電纜穿管或者沿支架扎綁,底部預留一定高度的淤泥堆積空間(一般2~5cm的安裝高度)。

      窨井監測:采用充電電池版的遠傳中端設備,采用膨脹螺栓安裝在距離井口向下10~20cm處,其他設備同上。

      5.3 電器連接

      儀表電纜有5根,如上圖,使用說明如表5-1所示,儀表電源供電采用12或24V供電,功率約1~2W。注意:連接電纜時確保電源斷開!

      表5-1 儀表接線說明

      電纜顏色 說明
      黑色屏蔽線(白色接頭) 儀表接地屏蔽線
      紅色 儀表供電電源正(12 V)
      黑色 儀表供電電源負(GND)
      黃色 RS485接口A
      藍色 RS485接口B

      注意:黑色屏蔽線(白色接頭)接現場的保護地,如果現場沒有保護地,請接電源的GND或懸空。

      5.4 參數設置

      H-21型多普勒超聲波流量計的參數配置比較簡單, 您可以使用串口工具進行參數配置。
       下表列出了在現場根據實際情況需要配置的相關參數。

      流量計參數配置
      參數名稱 寄存器地址 備注(推薦值)
      管道形狀 54 1:方形 2:圓管
      渠寬/直徑 56 單位:m
      渠高 58 單位:m
      安裝高度 60 單位:m
      液位啟動閾值 62 0.03m
      流速偏差 64 0.02m/s
      液位偏差 66 0.02m

      配置步驟:

      a) 準備一臺PC,USB-12V電源線,USB-485通訊線;

      b) 參照圖2-5的接線說明完成接線,并給設備上電;

      c) 雙擊Modbus Poll啟動軟件,配置連接參數:

      a) 根據現場實際情況配置設備參數:

      6. 日常維護

      為了使儀表正常工作,請維護人員定期對儀表進行維護。

      l 傳感器前端的兩個圓形超聲波收發裝置應避免硬物撞擊或劃傷,當其上面附著異物時應用清水沖洗或軟布輕察;

      l 底部的壓力傳感器位于網狀透水孔內,其壓力膜非常薄,不得用硬物去接觸,在儀器脫離水面不用時也應加以保護,在透水孔周圍附著異物時應小心除去。

      7. 問題解答

      問題描述 檢查內容
      通信錯誤 檢查電器連接是否正常
      檢查通信參數及通信地址是否正常
      流速測量值不正常 檢查超聲波探頭是否被垃圾遮擋
      檢查液位是否漠過傳感器
      檢查安裝位置是否處于水流穩態
      液位測量值不正常 檢查液位是否漠過傳感器
      檢查液位探頭是否被堵塞
      檢查安裝高度是否設置正常
      流量測量值不正常 檢查渠道參數是否設置正常


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