广州怡文科技有限公司FL-1超声波流量计使用说明书.doc

FL-1超声波明渠流量计 使用说明书 广州东文环境技术有限公司目 录一、 用途概述1二、 功能与特点1三、 测量原理1四、 技术指标3五、 结构及电路原理框图3六、 操作说明4七、 仪表外形尺寸8八、 安装及接线方法9九、 安装使用说明11十、 液位和流量关系表12十一、量水堰槽构造.16十二、RS232/485 通讯协议20一 用途概述 FL-1超声波明渠流量计，配合常见的标准测量堰（矩形堰和三角堰）或标准巴歇尔槽一起使用，测量明渠水的流量。 本流量计可广泛应用于工厂企业、城市污水处理部门、环境监测系统的污水排放总量控制、生活用水及给排水等明渠流量的计量；也可应用于农业水利灌溉、河流流量和液位的计量。二 功能与特点 FL-1超声波明渠流量计依据国家环境监测流量测量标准，采用先进的超声测流和微电子技术，其功能及特点如下：a) 利用超声波传感技术，实现与被测介质非接触测量。b) 超声波变送器带温度补偿功能，使测量数据不受环境温度的影响。c) 超声波变送器采用420mA输出电流到仪表，因而传输距离远（可达1000米）、不易受现场噪音干扰。d) 采用高性能微电子控制技术，测量精度（分辨率可达1mm）和可靠性高。e) 具有液位、瞬时流量和累计流量的多种显示模式，可以显示当天的动态流量图。f) 高可靠性的数据存储设计，确保在较为恶劣环境下，数据永不丢失。g) 操作特别简单，仪器内部储存了多种堰槽类型供用户选择，无须输入相关参数。使用前只要在功能菜单中选择好堰槽类型，零水位校准即可。h) 采用LCD液晶显示，友好和简易的显示界面使人一目了然。i) 带有光电隔离的RS232/485通讯接口及420mA输出，特别应用于环境监测和总量控制，并可实现远程数据传输。三 测量原理明渠流量的测量是液体在无动力推动下，处于自由稳定的流动状态，直接测量液体的液位高度h，根据安装在明渠上的量水堰槽的水位-流量关系算出流量。 测量液位原理（参见图1） 超声变送器 仪表 L S 电源 H 图1超声波变送器垂直安装在液体上方，它向水面发射脉冲超声波，声波遇到水面后产生反射，被变送器接收，根据声速和传播时间可计算液面到变送器之间的距离。计算公式如下：2L=CT 即 L=CT/2；式中： L：变送器到液面的距离 C：声波在空气中的传播速度 T：是变送器从发出脉冲超声波到接收水面放射回来的超声波的时间再根据安装时测定的变送器到水位零点的距离S，可得液面高度H： H=S-L； 测量流量原理 测出明渠的液位以后，就可从液位和流量的对应关系计算出流量（参见液位流量关系表）。流量的大小取决于安装在渠道内的量水堰槽构造尺寸和液位高度。安装前，首先应估算流量的大小以及场地的实际情况选择采用哪种量水堰槽。通过仪表选择输入该量水堰槽的喉道宽度，并保存在仪表存储器中。仪表内的微处理器由测出的平均液位高度，用查表法求出相应的流量值。数表中相邻数值之间用线性插值法算出。 仪表每间隔1秒钟测量一次流量值，将其数值按照每秒的时间进行累加，得出累计流量。四 技术指标 测量范围：1升/秒10000升/秒（由配用的量水堰槽规格决定） 测量误差： 3% 超声波变送器最大测距为2米（出厂设置1.30m作为零水位） 变送器盲区：0.30米（即变送器探头起，0.30米内不能用于测量） 测距误差： 0.2% 液位分辨率：1毫米 变送器防护等级：IP68，防水、耐腐蚀 显示仪表一般防水、防尘 工作条件：变送器：环境温度 -2070C 相对湿度5100%被测介质温度：040C显示仪表：环境温度 -2050C 相对湿度 85% 输出信号：带有光电隔离的RS232/RS485； 420 mA （误差 1% ） 变送器信号传送距离： 1000米 电源：AC220V10% 50Hz1五 结构及电路原理 FL-1超声波流量计是由超声波变送器和积算显示仪表二部分组成的流量测量系统。超声波变送器是由超声波压电元件和微处理器及信号处理电路组成的独立测量部件；积算显示仪表是由微处理器、A/D转换、D/A转换、LCD显示、键盘、数据存储器、信号输入/输出接口组成。仪表每隔1秒钟测量一次平均液位，计算出瞬时流量和累计流量，并将相关测量数据存入数据存储器中。结构框图如图2： RS232/485 A/D转换 超声波变送器 微处理器 D/A转换 量水堰槽 存储器 键盘与LCD 420mA输出 测量传感单元 积算显示仪表 图2六 操作说明 选择下一页或下一项目 选择上一页或上一项目 数据编辑递加 数据编辑递减Esc 在任何显示状态按下该键即退出到测量界面Set 在任何显示状态按下该键即可进入设置界面 数据设置确认，按此键后，则相关的数据设置保存在数据存储器SetEsc 如果不想保存所设置的数据，按 或 退出。 测量界面的选择显示Esc 仪表上电或按 进入测量显示界面。测量显示界面有六种显示模式，按 或 选择显示。显示模式1：SUM：0008861234 M流量： 591.7 L/S液位： 0411 MM 累计流量 瞬时流量 液位显示模式2：05-01-18 15：29：505917PS-11 L/S 日期及时间 瞬时流量 第11巴歇尔槽 (见液位和流量关系表) 显示模式3： 1216T 011234T 8分钟流量量程 当天累计流量 当天流量动态图 显示模式4：（显示累计测量时间）测量时间（小时）000123：32 显示模式5：（显示每日累计流量） 日流量查询 03月12日01233 m3 按 或 可以查询一个月内每日的累计流量 显示模式6：（显示每月累计流量） 月流量查询 05年12月0012330 m3 按 或 可以查询一年内每月的累计流量 参数选择及设置Set按 将进入堰槽选择、零水位（校正）、输出量程（包含日期时间校正） 测距设置 堰槽选择 零水位输出量程流量单位 按 或 选择项目栏堰槽选择、零水位、输出量程、流量单位、测距设置进行设置 按 进入所选择项目的设置界面 堰槽选择巴氏槽 三角堰矩形堰 按 或 选择项目栏巴氏槽、三角堰、矩形堰中之一 按 进入所选择项目的设置界面l 巴氏槽根据巴氏槽的尺寸大小分为16种选择（分为二页显示），分别以相应槽体的吼道宽度表示，只要选择确认其中之一即可。（单位：米）0.051 0.2500.076 0.3000.152 0.4500.228 0.600 按 或 选择项目栏巴氏槽的厚道宽度 按 确认所选择的巴氏槽l 三角堰 三角堰b=1.000 堰口宽度 单位：米 按 确认所选择的三角堰（唯一的直角三角堰） l 矩形堰 根据矩形堰的尺寸大小分为8种选择，分别用堰口宽度表示 只要选择确认其中之一即可。（单位：米）0.250 1.2500.500 1.5000.750 1.7501.000 2.000 按 或 选择项目栏矩形堰的堰口宽度 按 确认所选择的矩形堰。 零水位使用前必须对好零水位，并将设置值存储起来。仪表出厂前设置距离渠底1.30米为零水位。本仪表规定超声波变送器（在一般情况下）的安装高度是距离渠底1.00米1.30米之间，并通过确定调整值来校正零水位。零水位设置零水位： 0410mm调整值： 0010 水位 按 或 修改调整值，使零水位的显示值与人工实测的液位高度一致；如果渠内无任何液体通过堰槽，则零水位显示应为零。 按 或 可确定调整值的正负符号。 按 确认零水位的调整值。 说明：如果变送器安装位置小于出厂默认值（1.30米）则调整值为正值；相反，则为负值。一般情况下，要求变送器的安装高度是距离渠底小于1.30米，作为校正零水位的调整值是正值；如果是由于安装条件的限制或其它测量上的要求，需要将变送器的安装高度距离渠底大于1.30米的，请与本公司联系，协助用户对仪表零水位的校正。 输出量程 该项设置包含了420mA输出所对应的流量量程值以及日期时间的设置修正。量程： 2000 L/s日期： 04 / 02 / 26时间： 17 : 56 : 21 按 或 选择要修改的数据； 按 或 修改该项数据。 按 确认并保存该页面所有数据。 流量单位 该项设置可选择2种流量显示单位L/s和M3/hL/s M3/h 测距设置 该项设置可校正探头测距，产品在出厂前所配备的探头已做校对，用户一般不需输入。只有在更换探头的情况下，按探头标示值输入七 仪表外形尺寸 八 安装和连线方法 巴歇尔槽的安装巴歇尔槽的结构和安装示意图如图3所示。 巴歇尔槽的上段顺直引渠长度应不小于喉道宽度的10倍以上，确保水流平稳自由流动、无激流或波浪。 槽体应安装在平稳水渠道的中间，并水平安装。槽体与渠的中心线重合。 在巴歇尔槽底部用混凝土填充使之高于上游段渠底，坡度达到1/4。 巴歇尔槽建议按尺寸大小用玻璃钢制作。 变送器水流方向 b 10b L1 L 巴歇尔槽 流向 D 坡度1/4 渠底 图3 三角堰或矩形堰的安装 三角堰或矩形堰的结构和安装示意图如图4 薄壁堰应垂直安装在顺直的、槽壁光滑的以及渠底水平的矩形渠内。 薄壁堰上游段长度不小于水面宽度的10倍。 10B 水流方向 B (34)Hmax 变送器 堰板 流向 D H P 图4 仪表连线 超声波变送器连接线 +12V M GND 颜色： +12V 红色 M 黄色 GND 蓝、黑色 DC12V电源 信号输出M连接到仪表的IN+。 电源由仪表接口板提供,仪表侧的IN-直接连G（参考地） 注意：其它端子不提供用户使用，只用来变送器的校准和设置用。 以免损坏仪器和变送器！ 仪表的连接线12V G IN+ I+ I- A B TXD RXD G RS485 RS232 空 输出420mA- 输出420mA+ 探头信号+（连到变送器的信号M） GND 提供变送器的电源（12V） 12V 九 安装使用说明 根据用户的排水量，选择合适的量水堰槽。 必须保证量水堰槽的上段引水渠有足够的直段长度，一般为10倍于渠宽以上，确保水流处于平稳流动。 量水堰槽的下游排放口必须处在量水堰槽以下，确保在量水堰槽内的流态为自由流。 超声波变送器距离测量水面应不小于350mm，否则在变送器盲区，仪器不能正常工作。 超声波变送器的输出信号线应采用0.3(或0.5)MM双层屏蔽四芯线缆，屏蔽层要接地；线路超出10米的要穿铁通管并接地，防止雷击损坏仪器。 变送器出厂前已校准好输出信号，并设定相应的测距为3001300mm，该数值已能满足各类堰槽液位测量的要求。无特殊要求一般不作修改。变送器的安装高度一般是距渠底1.00米1.30米。 仪表的供电电源必须为AC220V10%，有严格接地端，使用单相三芯10A电源插座。 仪表必须装在室内，远离强干扰源和腐蚀性环境；对于雷电较多的地区应装有避雷装置。 仪表在开始使用前必须设置好各参数，包括堰槽选择、零水位校正、输出量程及时间的设置，然后重新上电并清累计流量值，累计流量值的清零可以在上电前同时按下键并上电，直至显示测量界面后松开手指。正常使用时不要进行这项操作，否则数据将被清零！ 仪表接口电路板有两个3针跳线JP3_2和JP3_3可切换RS232和RS485。当JP3_2和JP3_3同时短接1、2针（从左至右数），接口为RS232；当JP3_2和JP3_3同时短接2、3针（从左至右数），接口为RS485。 如果LCD显示出现不正常时，可切换测量显示模式，或重新上电。 仪表内部有上电可充电电池，主要用于保持一些数据和时间；应当保证仪表长期通电，断电一般不要超过20天。重新上电时，应先检查日期时间并进行修正。遇有特殊原因需长期断电，应事先做好累计流量值的记录备份。 定期检查超声波探头是否干净，防止一些昆虫在探头结网造窝，影响超声波的发射和接收。 如果电源过低时，仪表将复位，屏幕无显示。当电压正常时，自动恢复正常显示。 如果量水堰槽不在列表范围内，仪表软件需要定制。 安装步骤：（注意探头架设高度、正确接线、零水位校正、时间校正）架设超声波探头 固定安装仪表 铺设屏蔽电缆线 运行前累计流量 参数设置 连接探头和仪表 清零 选择堰槽类型 接线 零水位校正 十 液位和流量关系表 直角三角堰液位流量对应表液位单位：毫米 流量单位：升/秒 屏幕显示号：TRI-1液位0102030405060708090流量0.00000.01360.07720.21270.43670.75811.20351.76932.47053.3164液位100110120130140150160170180190流量4.31575.47696.81378.330410.04311.95414.07216.41718.98721.791液位200210220230240250260270280290流量24.83628.20131.78635.61239.77744.124- 0.25米矩形堰液位流量对应表液位单位：毫米 流量单位：升/秒 屏幕显示号：REC-01液位0102030405060708090流量0.00000.44281.25462.30863.56044.98416.56278.283810.13812.117液位100110120130140150160170180190流量14.21516.42718.74921.17523.70426.33229.05631.87534.78537.786液位200210220230240250260270280290流量40.87544.05047.31150.65554.08257.591- 0. 5米矩形堰液位流量对应表液位单位：毫米 流量单位：升/秒 屏幕显示号：REC-02液位0102030405060708090流量0.00000.88402.50634.61527.12229.976913.14616.60420.33324.319液位100110120130140150160170180190流量28.54833.01237.70042.60747.72653.05158.57664.29970.21476.318液位200210220230240250260270280290流量82.60889.08095.733102.56109.57116.75124.10131.62139.31147.16液位300310320330340350360370380390流量155.18- 0. 75米矩形堰液位流量对应表液位单位：毫米 流量单位：升/秒 屏幕显示号：REC-03液位020406080100120140160180流量0.00003.769810.72919.83430.72643.20357.13972.44189.040106.88液位200220240260280300320340360380流量125.93146.15167.50189.98213.55238.21263.93290.71318.54347.40液位400420440460480500520540560580流量377.30408.22440.16473.11507.08542.05- 1.00米矩形堰液位流量对应表液位单位：毫米 流量单位：升/秒 屏幕显示号：REC-04液位020406080100120140160180流量0.00004.997814.19826.19640.50556.85275.05494.982116.54139.65液位200220240260280300320340360380流量164.25190.28217.72246.52276.64308.07340.78374.74409.96446.40液位400420440460480500520540560580流量484.05522.90562.94604.16646.55690.10- 巴歇尔槽参数序号喉道宽度b(m)流量公式Q=Chn (L/S) 液位范围h(mm)流量范围Q(L/S)屏幕显示号/最小最大最小最大/10.076177.1h1.55303300.7732.1PS-0120.152381.2h1.54304501.50111.0PS-0230.228535.4h1.53306002.50251PS-0340.25561h1.513306003.0250PS-0450.30679h1.521307503.5400PS-0560.451038h1.537307504.5630PS-0670.601403h1.5485075012.5850PS-0780.751772h1.5576075025.01100PS-0890.902147h1.5656075030.01250PS-09101.002397h1.5696080030.01500PS-10111.202904h1.5776080035.02000PS-11121.503668h1.5866080045.02500PS-12131.804440h1.5938080080.03000PS-13142.105222h1.5998080095.03600PS-14152.406004h1.60580800100.04000PS-15163.057463h1.6901070160.08280PS-16十一 量水堰槽构造 直角三角堰（如图5） 图5材料：1.52.0MM不锈钢或15MM玻璃钢；要求：1.板面光滑、平整；2.三角形为直角三角形，口缘要平直、光滑。J：为侧部和底部嵌入渠道测墙的部分；尺寸由安装现场情况确定。 矩形堰（如图6） 图6 材料：1.52.0MM不锈钢或15MM玻璃钢；要求： 1.板面光滑、平整； 2.堰口缘要平直、光滑。 J：为侧部和底部嵌入渠道测墙的部分；尺寸由安装现场情况确定。图6中b,B,h,p尺寸如下表：bBhpbBhp250500250100500800300150750100050020010001500500200 巴歇尔槽（如图7） 图7巴歇