名稱(chēng)：超聲波多普勒流量計(jì)

結(jié)構(gòu)：分體式；

測(cè)量種類(lèi)：流速、流量、水深、水溫

用途：敞口渠道在線(xiàn)式測(cè)量

使用環(huán)境：明渠，排水溝、農(nóng)田灌溉渠道

流速范圍：0.01m/s～6.0m/s；

水深范圍：0～5m(最小水深：3cm)；

溫度范圍：0～65oC；

流量范圍：1升/秒～立方米/小時(shí)

供電：電池供電，12VDC，24VDC或者220VAC；

輸出信號(hào)(電池供電)：RS485，RS232；

輸出信號(hào)(12VDC以上外供電)：4-20ma，1～5V；

無(wú)線(xiàn)傳輸(可選件)：GPRS

電纜長(zhǎng)度：10米；

超聲波多普勒流量計(jì)產(chǎn)品使用說(shuō)明書(shū)

提示：由于產(chǎn)品在不斷更新，產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)和安裝說(shuō)明書(shū)不能保證跟的產(chǎn)品一致。產(chǎn)品本身和使用說(shuō)明如有所變化將不能通知到每一位客戶(hù)，如有需要請(qǐng)直接跟我公司銷(xiāo)售人員聯(lián)系。變化的部分包含但不限于以下部分。

1.產(chǎn)品的功能、結(jié)構(gòu)、形狀、顏色等。

2.軟件的功能、結(jié)構(gòu)、顯示方式、操作習(xí)慣等。

一、產(chǎn)品和技術(shù)參數(shù)

1.1  產(chǎn)品簡(jiǎn)介

本產(chǎn)品是在河流中測(cè)量水流流速和流量的。

產(chǎn)品分為變送器、傳感器兩部分。

電池盒(選配件)，是在現(xiàn)場(chǎng)沒(méi)有辦法供電的情況下才選用的。電池的有效使用時(shí)間跟流量計(jì)每次的工作時(shí)間、無(wú)線(xiàn)傳輸和電源控制器工作時(shí)間長(zhǎng)短成反比關(guān)系。

有些現(xiàn)場(chǎng)不能用有線(xiàn)方式傳輸數(shù)據(jù)，那就要選擇GPRS通過(guò)手機(jī)卡往后臺(tái)傳輸數(shù)據(jù)，這種情況下就要選擇增加無(wú)線(xiàn)傳輸器(選配件)來(lái)達(dá)到目的。

1.2技術(shù)參數(shù)

型號(hào)：DY-FIELD IRRIGATION

(根據(jù)不同的功能，型號(hào)會(huì)有所不同)

結(jié)構(gòu)：分體式；

測(cè)量種類(lèi)：流速、流量、水深、水溫

用途：在線(xiàn)式測(cè)量、

流速測(cè)量范圍：0.02m/s～6.00m/s(最小水深：10cm)；

流速測(cè)量分辨率：1mm/s；

流速測(cè)量精度：實(shí)際流速的±2～4% ；

水深測(cè)量范圍：0.00～5m；

水深測(cè)量分辨率：2mm

水深測(cè)量精度：±0.5%；

溫度測(cè)量范圍：0～60oC；

溫度測(cè)量分辨率：0.1oC；

流量測(cè)量范圍：1升/秒～立方米/小時(shí)

供電：12VDC，24VDC；

輸出信號(hào)(電池供電)：RS485；

輸出信號(hào)(外供電24VDC)：4-20ma或者485；

無(wú)線(xiàn)傳輸(選配件)：GPRS型RTU無(wú)線(xiàn)傳輸器

傳感器和變送器之間電纜長(zhǎng)度：10米；

被測(cè)水道類(lèi)型：人工做的較寬的河道，天然的溪流、河流；

液體酸堿度要求：PH值在5～7之間。

液體溫度要求：0～50℃，不凝固

液體壓力要求：自然環(huán)境狀態(tài)下，1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓

1.3標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量狀態(tài)

1.純電池供電狀態(tài)下：每20分鐘測(cè)量一次，每次測(cè)量時(shí)間＜1分鐘。無(wú)線(xiàn)傳輸器每120分鐘上傳一次數(shù)據(jù)(在此期間一共測(cè)量了6次。)

在這個(gè)測(cè)量狀態(tài)下，電池的有效工作時(shí)間為2-3個(gè)月。

2.太陽(yáng)能供電狀態(tài)下：實(shí)時(shí)測(cè)量，然后上傳。

3.24VDC外供電狀態(tài)下：實(shí)時(shí)測(cè)量，然后上傳。

1.4網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器軟件和硬件要求

1.服務(wù)器的操作系統(tǒng)為Windows XP  SP3或者Windows 7  32位版本。

2.服務(wù)器硬件要求：CPU為Intel或者AMD  雙核 2GHz以上，總共內(nèi)存4GB(最少剩余1GB內(nèi)存)，硬盤(pán)至少兩個(gè)分區(qū)(每個(gè)分區(qū)剩余空間10GB以上)，顯示器是最小17寸液晶(分辨率1024×768  80Hz)。

3.現(xiàn)場(chǎng)安裝處，聯(lián)通或者移動(dòng)的手機(jī)信號(hào)良好，并且無(wú)電磁干擾。

4.服務(wù)器有固定IP地址(無(wú)論電信、聯(lián)通、移動(dòng)的寬帶都可以)：這是的情況，現(xiàn)場(chǎng)發(fā)送的數(shù)據(jù)到服務(wù)器軟件上顯示的速度，要求帶寬4M以上。

如果服務(wù)器沒(méi)有固定IP地址：要求是電信的寬帶，ADSL撥號(hào)上網(wǎng)，帶寬4M以上，安裝花生殼軟件付費(fèi)版本，也可以顯示現(xiàn)場(chǎng)發(fā)回的數(shù)據(jù)，顯示的速度會(huì)慢一些。

1.5 產(chǎn)品組成圖

圖1.5.1   超聲波多普勒流量計(jì)傳感器

圖1.5.2   超聲波多普勒流量計(jì)

1.6 無(wú)線(xiàn)傳輸和電源控制器說(shuō)明

外部電源接口：允許外部供電，供電電壓范圍為直流12～14VDC，供電電流160～200mA。

GPRS天線(xiàn)接口：連接GPRS的天線(xiàn)，分為常規(guī)天線(xiàn)和井下天線(xiàn)兩種，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工況來(lái)選擇天線(xiàn)安裝。兩種天線(xiàn)的接口是一樣的。

手機(jī)卡插槽：允許接移動(dòng)或者聯(lián)通的2G手機(jī)流量卡，要求是大卡。暫時(shí)不支持電信手機(jī)卡。

RTU信號(hào)接口：接收來(lái)至無(wú)線(xiàn)小板的信號(hào)。正負(fù)極不能接錯(cuò)，接錯(cuò)可能燒毀電路。

232接口：用于跟電腦連接，在電腦上查看RTU無(wú)線(xiàn)傳輸板卡的工作情況。

工作狀態(tài)切換點(diǎn)：一共有兩種狀態(tài)，當(dāng)兩個(gè)插針短接的時(shí)候，是連續(xù)測(cè)量。當(dāng)兩個(gè)插針斷開(kāi)的時(shí)候，是處于低功耗模式，用于電池供電條件下工作用。

傳感器電源接口：給河道流量計(jì)的傳感器供電，正負(fù)極不能接錯(cuò)，接錯(cuò)可能燒毀電路。

傳感器信號(hào)接口：河道流量計(jì)的傳感器的傳感器輸出的485信號(hào)給小卡，小卡轉(zhuǎn)換后再給主板。

1.7 無(wú)線(xiàn)傳輸RTU配套天線(xiàn)

圖1.7.1 RTU-常規(guī)GPRS天線(xiàn)

1.8 產(chǎn)品接線(xiàn)圖

圖1.8.1  代接線(xiàn)說(shuō)明  

二、產(chǎn)品安裝

2.1 傳感器安裝

對(duì)于較寬的河道、河道，比如：水庫(kù)的泄洪渠、大壩下的船舶航道、水電站的泄洪道、河流，從兩個(gè)岸邊到中間的流速都不一樣。如果要測(cè)量流量就更加復(fù)雜了，因?yàn)椴煌恢昧魉俨灰粯樱髁恳膊灰粯?。在這種情況下，一般需要多個(gè)點(diǎn)采集流速數(shù)據(jù)。最少需要3個(gè)傳感器，安裝位置如下圖所示。

圖2.1.1 較寬河道測(cè)量流量-傳感器安裝示意圖

圖2.1.2  較寬河流上測(cè)量流量-傳感器安裝示意圖

在河道內(nèi)，如果沒(méi)有沉積物，我們把傳感器安裝在管道底部的正。如果有沉積物，把傳感器安裝在沉積物的旁邊。為了防止水流沖擊變動(dòng)傳感器的安裝位置，傳感器底部有一個(gè)基座，專(zhuān)門(mén)用來(lái)固定在管道上。同時(shí)，傳感器要裝在靠近窨井的河道里面，這樣既便于安裝又利于維修和更換。

圖2.1.3  傳感器安裝圖示意圖

圖2.1.4  傳感器安裝底座實(shí)物圖 

圖2.1.5  傳感器跟支架安裝圖　(根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)不同使用的底座）

對(duì)上游和下游河道的要求：在傳感器上游，要有河道寬度10倍的直河道；如果上游是閘門(mén)、水泵，傳感器和閘門(mén)、水泵之間要有河道寬度30倍的直河道。傳感器的下游，要有河道寬度5倍的直河道。

現(xiàn)場(chǎng)傳感器所在位置的水流要平穩(wěn)，無(wú)紊流，無(wú)旋渦。

2.1.1埋地法安裝：適用于水中沒(méi)有什么沉積物的河道，傳感器跟河道之間用安裝底座來(lái)固定。傳感器要正對(duì)著水流方向安裝。

圖2.1.1.1  矩形河道傳感器埋地法安裝示意圖

在灌溉河道內(nèi)，如果沒(méi)有沉積物，我們把傳感器安裝在河道底部的正，正對(duì)著水流方向，這樣能夠測(cè)量到中間的流速，是的安裝位置。

圖2.1.1.2 超聲波多普勒傳感器埋地法安裝安裝實(shí)物圖

2.1.2抬高法安裝：適用于水中有淤泥、垃圾等沉積物的河道，傳感器跟河道之間要做個(gè)安裝臺(tái)，用來(lái)抬高安裝位置。傳感器要正對(duì)著水流方向安裝。

圖2.1.2.1 有淤泥的河道需要抬高安裝高度

圖2.1.2.2  超聲波多普勒流速儀做好了水泥臺(tái)的安裝圖

2.1.3 活動(dòng)支架安裝法

如果有沉積物，比如：淤泥。要把傳感器安裝在沉積物的旁邊或者上面。這個(gè)時(shí)候就需要用到安裝支架，安裝支架可以根據(jù)下圖來(lái)制作。由于每個(gè)現(xiàn)場(chǎng)安裝支架的高度和寬度都不相同，一般都是在現(xiàn)場(chǎng)附近找人制作。

傳感器的支架和岸邊起固定作用的支架之間用螺絲擰在一起，這樣在需要維修和維護(hù)的時(shí)候會(huì)很方便。只需要把岸邊支架上的螺母擰掉，就可以很容易的把傳感器從水里面撈出來(lái)。

圖2.1.3.1  活動(dòng)支架安裝法示意圖

支架制作和安裝的基本要求：

1.寬度1米以?xún)?nèi)的河道，支架要把傳感器裝在河道的正中間。寬度1米-2米的河道，傳感器要離開(kāi)河道壁0.40米以上。2米-4米的河道，傳感器要離開(kāi)河道壁0.70米以上。

2.支架裝好傳感器之后，傳感器要正對(duì)水流方向，在水流的沖擊下，要長(zhǎng)期不能變形，同時(shí)也不能抖動(dòng)，傳感器要跟水面平行。

3.傳感器安裝的位置，要高于河道底部的淤泥。

4.在傳感器前方60°發(fā)射角度范圍內(nèi)，并且在距離1米內(nèi)，不能有任何障礙物。

5.支架的制作，要盡可能減小對(duì)水流阻擋的面積，以免影響流速。阻擋面積增大，還會(huì)產(chǎn)生一個(gè)問(wèn)題，就是容易纏繞垃圾或者水草。

2.2 變送器、電池供電的安裝

1.單純電池供電：變送器一般是用鑄鋁殼體制作，并且達(dá)到IP68防護(hù)等級(jí)。安裝位置一般選擇在傳感器的河道邊上，一般是要在河道邊有一個(gè)支架，儀表箱裝在支架上。變送器和電池盒全部安裝在儀表箱內(nèi)。由于不同現(xiàn)場(chǎng)需要電池容量的不同，以及客戶(hù)要求的不同，變送器、電池盒的殼體尺寸和外形會(huì)有所不同。如果測(cè)量頻率和GPRS發(fā)送時(shí)間比標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)要頻繁，那么電池盒的尺寸會(huì)變大，或者是去現(xiàn)場(chǎng)更換電池的時(shí)間會(huì)縮短，以滿(mǎn)足實(shí)際測(cè)量的需要。

2.太陽(yáng)能供電：變送器是ABS外殼，和電池一起安裝在儀表箱內(nèi)。儀表箱一般固定在安裝支架上。

3.220VAC供電：變送器是ABS外殼，和電池一起安裝在儀表箱內(nèi)。儀表箱一般固定在安裝支架上。

2.3超聲波多普勒流量計(jì)的安裝步驟

1.先把傳感器固定安裝在河道底部，

2.把傳感器電纜跟RTU無(wú)線(xiàn)傳輸盒連接，擰緊防水接頭。

3.固定好無(wú)線(xiàn)傳輸天線(xiàn)。

4.把RTU無(wú)線(xiàn)傳輸盒和電源盒連接，擰緊防水接頭。

三、產(chǎn)品使用注意事項(xiàng)和故障

3.1 產(chǎn)品使用注意事項(xiàng)

1.  傳感器、無(wú)線(xiàn)傳輸和電源控制器、電池盒之間的防水插頭要插緊擰好。以防止短路或者斷路。

2.  傳感器、無(wú)線(xiàn)傳輸和電源控制器、電池盒之間的電纜要貼壁安裝并且用線(xiàn)卡固定，如果線(xiàn)會(huì)遇到較尖銳或者鋒利的物體無(wú)法避開(kāi)，要加護(hù)套保護(hù)。

3.  開(kāi)蓋操作前，必須先把電源斷開(kāi)。

4.  殼體上有緊固螺絲，打開(kāi)殼體操作完畢后，必須先檢查防水密封條是否完好無(wú)損，沒(méi)有垃圾或者顆粒物粘附在密封條上。如果有，需要清理干凈后再蓋蓋。然后再蓋上蓋子，擰緊所有密封螺絲。

5.  開(kāi)蓋操作的時(shí)候，不要讓水、塵土等進(jìn)入殼體內(nèi)，如果有需要清理干凈。必要時(shí)可以涂上704膠水以增加密封性能。

6.  不要人為拉扯、甩動(dòng)電纜，也不要撞擊殼體。

7  不要把連接電纜作為承重線(xiàn)，用連接電纜來(lái)懸掛變送器、電池盒，或者其他重物。電纜必須是固定在河道邊上，不能晃動(dòng)。

8.  需要在電纜線(xiàn)外面套上透明橡膠水管，以起到保護(hù)作用。

四、服務(wù)器軟件

4.1服務(wù)器軟件功能

服務(wù)器軟件可以接收到現(xiàn)場(chǎng)河道傳感器發(fā)送過(guò)來(lái)的水位、溫度、流速的信息，在屏幕上顯示并保存起來(lái)，同時(shí)可以把以上數(shù)據(jù)通過(guò)計(jì)算得出現(xiàn)場(chǎng)的流量。

比如河道寬度是30米，現(xiàn)場(chǎng)的河道分成十等分，也就是在整個(gè)河道寬度只有9個(gè)測(cè)量點(diǎn)，每個(gè)測(cè)量點(diǎn)距離從左到右3米一段(是每5米一段)，測(cè)量深度，輸入后臺(tái)服務(wù)器軟件或者現(xiàn)場(chǎng)的主機(jī)內(nèi)。因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)傳感器能夠測(cè)量出水位高低，這個(gè)信號(hào)是傳輸?shù)椒?wù)器軟件上或者現(xiàn)場(chǎng)主機(jī)內(nèi)，然后根據(jù)水位高低，可以計(jì)算出每一等分的截面積。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)河道內(nèi)的傳感器測(cè)量出來(lái)的流速，可以計(jì)算出整個(gè)截面積的流量。

圖4.1.1  現(xiàn)場(chǎng)河道水深分為10份

圖4.1.2  三點(diǎn)法測(cè)量河道流量

圖4.1.3  五點(diǎn)法測(cè)量河道流量

圖4.1.2  后臺(tái)服務(wù)器軟件顯示的現(xiàn)場(chǎng)流速、水位等數(shù)據(jù) 
4.2 服務(wù)器軟件各功能說(shuō)明

服務(wù)器軟件右邊是基本的功能菜單，包括啟動(dòng)軟件、關(guān)閉軟件、參數(shù)設(shè)置、退出軟件等。

圖4.2.1  服務(wù)器軟件右邊菜單使用說(shuō)明

頂部菜單分為5種產(chǎn)品：超聲波液位計(jì)、超聲波液位差計(jì)、明渠流量計(jì)、多普勒流速儀、雷達(dá)物位計(jì)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的產(chǎn)品來(lái)選擇對(duì)應(yīng)的菜單。

圖4.2.2  服務(wù)器軟件頂部菜單使用說(shuō)明

因?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)是有河道、溪流、河流等多種形態(tài)，我們?cè)谲浖?nèi)根據(jù)實(shí)際的情況來(lái)選擇，填入?yún)?shù)后計(jì)算出流量。

1. 自然的溪流、河流：首先選擇對(duì)應(yīng)的現(xiàn)場(chǎng)“DTU編號(hào)"，然后選擇“截面類(lèi)型"為“5.十等分采樣截面"，填入“取樣點(diǎn)1"到“取樣點(diǎn)9"的

水位高低，輸入“河道寬度m"的數(shù)值后，點(diǎn)擊“計(jì)算截面積"，在下圖中就計(jì)算出“截面積計(jì)算㎡"為“2.15"平方米。

2. 服務(wù)器軟件根據(jù)測(cè)量到的流速、水位自動(dòng)換算出河道的流量。

圖4.2.7  自然的溪流、河流的面積計(jì)算

3.基本參數(shù)設(shè)置

圖4.2.8  基本參數(shù)
 在基本參數(shù)中，我們先選擇“DTU編號(hào)"，可以進(jìn)行對(duì)應(yīng)DTU的“物位上限m"和“物位下限m"設(shè)置。

其中幾個(gè)參數(shù)作用如下：

“物位基準(zhǔn)補(bǔ)償m"：當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)傳感器測(cè)量中比實(shí)際水位高10個(gè)厘米，我們可以在這里輸入“-0.10"，這樣就把現(xiàn)場(chǎng)傳感器測(cè)量的誤差糾正過(guò)來(lái)。

如果現(xiàn)場(chǎng)傳感器測(cè)量中比實(shí)際水位低30個(gè)厘米，我們可以在這里輸入“0.30"來(lái)糾正。

“流量補(bǔ)償系數(shù)"：默認(rèn)為1.00，如果測(cè)量出來(lái)的流量比實(shí)際大，比如：實(shí)際流量是每小時(shí)900立方米，儀表測(cè)量出來(lái)是每小時(shí)1000立方米，

我們可以把這個(gè)數(shù)值改為“0.90"，這樣計(jì)算出來(lái)的流量就跟實(shí)際流量接近。

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