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1、 超声波明渠流量计 超声波明渠流量计工程师手册一、用途超声波明渠流量计与量水堰槽配合使用，测量明渠内水的流量。主要用于测量污水厂、企事业单位的污水排放口、城市下水道的流量及灌渠等。由于本公司仪表采用超声波穿过空气，以非接触的方法测量。因此在粘污、腐蚀性液体情况下，比其他形式的仪表，具有更高的可靠性。二、原理说明 本系列仪表直接测量的物理量是液位。用于明渠测流量时，在明渠上安装量水堰槽。量水堰槽把明渠内流量的大小转成液位的高低。仪表测量量水堰槽内的水位，再按相应量水堰槽的水位流量关系推算出流量。1、 超声波测液位原理发射超声换能器发射出的超声脉冲，通过传播媒质传播到被测液面，经反射后再通过传声媒
2、质返回到接收换能器，测出超声脉冲从发射到接收在传声媒质中传播的时间。再根据传声媒质中的声速，就可以算得从换能器到液面的距离。从而确定液位。因此我们可以计算出探头到反射面的距离D C*t/2(除2是因为声波路径要往返的原因，D是距离，C是声速，t是时间）。再通过减法运算就可得出液位值。2、 量水堰槽的测流量原理流通顺畅的明渠内流量越大，液位越高；流量越小，液位越低（如图2.1）。通过测量水位可以推算出流量。普通明渠内流量与水位之间的对应关系，受渠道的坡降比和表面的糙度影响。在渠道内安装量水堰槽，产生节流作用，使明渠内的流量与液位有固定的对应关系，这种对应关系主要取决于量水堰槽的构造尺寸，渠道的影
3、响减小至最小。图2.1 量水堰槽把流量转成液位常用的量水堰槽有，直角三角堰、矩形堰和巴歇尔槽（如图2.2）图2.2 常用的量水堰槽使用超声波明渠流量计，安装时必须知道配用量水堰槽的水位-流量对应关系。量水堰槽的水位-流量关系可以从国家计量检定规程明渠堰槽流量计JJG711-90中查到。本说明书摘抄了一部分（第六、量水堰槽）。巴歇尔槽知道了喉道宽度b，就可以用相应的公式算出水位-流量对应关系。直角三角堰和矩形堰也有相应的公式。但是还与按装的渠道尺寸有关。确定水位-流量关系时，三角堰与渠道宽B、开口角度、上游堰坎高度p有关；矩形堰与渠道宽B、开口宽b、上游堰坎高度p有关。本仪表对于直角三角堰和矩形
4、堰是通过查水位-流量表，把水位转成流量的，水位-流量表是存储在仪表里的一组数据。本仪表的水位-流量表是按相等的液位间隔存储的。例如使用三角堰时，液位的间隔设为为“0.01m”。仪表的存储器中存有：液位=“0.00m”时对应的流量=“0.0000L/S”；液位=“0.01m”时 对应的流量=“0.0136L/S”；液位=“0.02m”时对应的流量=“0.0772 L/S”；液位=“0.03m”时对应的流量=“0.2127L/S”。如果对计算量水堰槽水位-流量不熟悉，可将使用的量水堰槽参数通知仪表生产厂。生产厂帮助计算。应注意同时提供上述与确定水位-流量关系有关的参数。三、主要技术指标表 3.1
5、主要技术指标功 能分 体 型测量范围0.1升/秒99999.99米/小时累计流量4290000000.00米液位测量精度0.5%分辨率3mm或0.1%（取大者）流量测量精度1%5%（试堰板类型和堰槽渠道的准确度而定）显示中文背光液晶:瞬时流量、累计流量、物位测量值、距离测量值、变送值、环境温度值、回波状态、报警显示、算法选择等。模拟输出420mA/750负载继电器输出4组AC 250V/ 8A或DC 30V/ 5A 状态可编程供电220V AC15% 50Hz24VDC 120mA 可选环境温度显示仪表-20+60，探头-20+80通信485，232通信,MODBUS协议(可选)防护等级显示仪
6、表IP65，探头IP68探头电缆可达100米，标配10米探头安装根据量程和探头的选型备注：明渠流量计的超声波探头还可以根据客户需求定制：耐高压、耐高温、小口径、小盲区等特规探头。四、安装1、明渠流量计安装分体型明渠流量计显示仪表外形图和尺寸图 流量计的仪表显示部分应安装在室内。室内要通风良好，无腐蚀性气体。仪表为壁挂安装。如室内条件不好或必须挂在室外，应装在仪表防护箱内，避免日晒雨淋。一体型超声波明渠流量计外形图和尺寸图 2、安装探头超声波明渠流量计的探头可以直接安装在量水堰槽水位观测点的上方。探头发声的一面要对准水面。可以用水平尺放在探头上盖上，通过校上盖水平使探头对准水面。巴歇尔槽水位观测
7、点在距喉道2/3收缩段长位置(如图8.4的La)；三角堰、矩形堰在上游一侧，距堰板34倍最大过堰水深处。（如图5.2.1） 3.安装量水堰槽. 量水堰槽的中心线要与渠道的中心线重合，使水流进入量水堰槽不出现偏流。. 量水堰槽通水后，水的流态要自由流。三角堰、矩形堰下游水位要低于堰坎（如图5.3.1）；巴歇尔槽的淹没度要小于“巴歇尔槽参数”的临界淹没度（如图5.3.2）。. 量水堰槽的上游应有大于5倍渠道宽的平直段，使水流能平稳进入量水堰槽。即没有左右偏流，也没有渠道坡降形成的冲力。图5.3.1、静水井. 量水堰槽安装在渠道上要牢固。与渠道侧壁、渠底连结要紧密，不能漏水。使水流全部流经量水堰槽的
8、计量部位。量水堰板的计量部位是堰口；量水槽的计量部位是槽内喉道段。图5.3.2、自由流与淹没流4、 电气接线图分体型明渠流量计接线端子实物图和示意图 接线方法：换能器：红线：接 Trans换能器 屏蔽线(黄色)： GND 地线 蓝线： Temp+ 温度传感器+ 黑线： Temp - 温度传感器-电流： 电流 接mA + 电流 接GND继电器：RLlnA 与RLnB为常闭 RLnA 与RLnC为常开 单探头时，n = 1,2电源线：交流，接L，N 直流：24V 接24V+ ，GND接24V一体型超声波明渠流量计接线端子示意图 24VDC、220VAC供电接线端子示意图： 24VDC供电接线端子电
9、流： 电流 接mA+; 电流 接mA继电器：RLn+与RLn-为常开, n = 1,2电源线：24V 接24VDC ，GND接GND220V供电接线端子：电流： 电流 接mA+； 电流 接mA继电器：RLn+与RLn-为常开, n = 1,2电源线：交流，接L， N六、设置1、运行模式界面简介本系列超声波明渠流量计有运行和设置两种工作模式，在设备通电并完成初始化过程后，流量计会自动进入运行模式，并开始测量数据、记录数据。2、菜单查询表见附表 3、菜单操作说明按键说明：仪表有三个按键：上Up、下Down，设置Set。Set键用于：选择进入或确定退出。上下键用于：上下移动光标、在选择框内选择选择项
10、，在输入框内选择数。菜单界面及操作说明：在运行模式界面按Set键进入一级菜单界面：参数没有被锁定的一级菜单界面：参数被锁定的一级菜单界面： 一级菜单各项说明：“0 结束设置” 当选择此项时，按Set键将退回到运行模式界面。“1 参数锁定”菜单上锁，当你的参数设置好，不希望别人随意改动，把菜单上锁，这样就要输入密码才能解锁进行菜单操作。本物位计的初始密码为25，用户可以修改初始密码任意设置自己的密码（特别提醒请记住自己设置的密码，如若忘记应与厂家联系）。当参数未被锁定时，按Set键进入参数锁定的设置界面：不锁定：不锁定，那将所有的菜单都可以随意修改。全局锁定：全局锁定后，必须输入密码才能修改。当
11、参数被锁定时，按Set键进入参数锁定的解锁界面：“2 量程设置”设置参考零点、量程高点、量程低点、显示单位。参考零点：设置明渠流量计参考零点，这个主要是物位测量的时候才有意义；出厂设置默认最大量程。量程低点：设置物位计4mA对应输出的测量值；并可作为流量低位限设置值，即当液位小于该设定值时流量为0 。出厂设置默认为0。量程高点：设置物位计20mA对应输出的测量置；并可作为流量高位限设置值，即当液位超过该设定值时流量保持设定值流量。例如设置为0.5m表示当液位超过0.5m是流量保持0.5m的流量。出厂设置默认为最大量程。显示单位：有m、cm、mm三种单位可以选择，m: 以米显示，cm: 以厘米显
12、示，mm: 以毫米显示，出厂设置默认为m“3 测量模式”模式选择：有距离测量和物位测量两项可以选择。距离测量:显示值为探头到被测平面距离；物位测量:显示值为参考零点到液面的距离。出厂设置默认为物位测量。响应速度：有慢速、中速、快速三项可以选择。慢速:响应速率慢,测量精度高，不容易受干扰；中速: 介于慢速和快速之间；快速:响应速率快,测量精度低，容易受干扰。出厂设置默认为中速。安全物位：有保持、最小值、最大值、设定值四项可以选择。保持:系统丢波后显示值为最后测量值,电流为相对应值；最小值: 系统丢波后显示值为4mA,电流为4mA；最大值: 系统丢波后显示值为20mA,电流为20mA；设定值: 系
13、统丢波后显示值为最后测量值,电流输出为设定电流的设定值。出厂设置默认为保持。设定电流：设置丢波后的输出指定电流,大于3.6mA,小于22mA,再选择为保持/最大值/最小值时无效。出厂设置默认为3.6mA。“4 探头设置”选择探头及设置相关参数。探头选择：有19共九项可以选择。根据探头上的标签选择，出厂设置默认为5。盲区设置：设置探头的近端盲区，出厂设置默认为0.30。“5 算法选择”算法选择：有特殊环境一、特殊环境二、特殊环境三、特殊环境四、特殊环境五、特殊环境六、特殊环境七，共七项可以选择。出厂设置默认为特殊环境七。“6 报警设置”设置报警继电器。报警1模式：有关闭、低位报警、高位报警三项可
14、以选择。关闭:继电器1不作用；低位报警:继电器1低位报警；高位报警:继电器1高位报警。出厂设置默认为关闭。报警1值: 以米为单位, 出厂设置默认为0。报警1回差：以米为单位，触发报警后解除报警需要测量值到报警值+/-报警回差时才有效。出厂设置默认为0。报警2模式：有关闭、低位报警、高位报警三项可以选择。关闭:继电器2不作用；低位报警:继电器2低位报警；高位报警:继电器2高位报警。出厂设置默认为关闭。报警2值: 以米为单位, 出厂设置默认为0。报警2回差：以米为单位，触发报警后解除报警需要测量值到报警值+/-报警回差时才有效。出厂设置默认为0。报警3模式：用于瞬时流量的上下限位报警。有关闭、低位报警、高位报警三项可以选择。关闭:继电器3不作用；低位报警:继电器3低位报警；高位报警:继电器3高位报警。出厂设置默认为关闭。报警3值: 以吨/小时为单位, 出厂设置默认为0。报警3回
