明渠流量计培训资料(V0903版).doc

明渠流量计培训资料（请先详细阅读各产品的用户手册）1、 明渠流量计原理 明渠流量计主要与各种标准堰或槽配套，用于各类水质排放总量的计量或监测，在液体流经标准堰或槽时，将形成液位高度与流量的对应关系，仪表测量液位高度再根据相应公式转换成流量进行显示和累计。图1 如图1所示，仪表的探头发波打到液位后反射回探头，探头接收到后计算发波到收波的时间，得到测量距离L，仪表安装高度TH减去测量距离L将得到当前液位H。仪表量程指仪表能够测量的距离，安装高度TH应小于量程。仪表盲区指仪表在探头附近无法测量的区域，最高液位与探头间距应大于盲区，例盲区为0.3m，则液位与探头间距必须大于0.3m。如图探头发波是个扩散过程，即有方向角，安装的时候要注意，否则可能打到池壁的凸起物或渠道边沿。 图2如图2，发射波宽度为t，一次回波为探头发波打到液位后反射回探头的回波，发波到收波的时间为t1，计算出距离即图1的测量距离L，二次回波为一次回波打到探头后发生反射，再次形成一次发波收波过程，因此时间t2为t1的两倍，三次回波即为二次回波打到探头后发生反射形成的回波，t3为t1的三倍，以此类推，回波强度越来越弱，因此回波高度越来越低，当液位上升，回波与发射波距离也会越来越近，近到一次回波和发射波连起来将无法得到t1，此时仪表可能收到二次回波，因此发射波宽度t转换为距离即为盲区，要保证测量正常，液位与探头距离就必须大于盲区，例盲区0.5m，液位与探头距离小于0.5m将得不到正确距离，反而得到二次回波即1m左右的距离，这也是现场有时液位高位时流量反而很小或为0的原因。2、 明渠流量计的安装 图3如图3，目前仪表有两种类型，一种为金属壳，可一体安装或分体安装，一种为塑料壳，分体安装，在分体安装时要注意仪表和探头一定要配对。2.1 金属壳仪表尺寸 图4金属壳仪表可支架安装或法兰安装，支架安装四个螺丝孔如图4所示，2.2 塑料壳仪表尺寸 图52.3 安装注意事项1）仪表探头和最高液位距离必须大于盲区；2）仪表安装高度必须小于量程；3）探头面与液位需水平；4）仪表安装在渠的中央；5）仪表需安装在堰板或堰槽的上游。上述四种问题的产生的原因或解决方案：1） 图3a解决方案：延长固定支架的臂L。若臂太长，观察数据、安装维护仪表不方便，则建议用户使用“静水井”安装方法安装仪表，或将探头和仪表分体安装。2） 如图3b解决方案：定期清理渠底、渠壁异物。3） 如图3c解决方案：使用“静水井”安装方法安装仪表。4） 如图3d所示，探头发射波有方向角，若渠非常窄，同时仪表安装位置过高，则超声波会遇到渠顶就返回到换能器。解决方案：降低固定支架底高度，若降低到要进入盲区时，仪表还是会测量到渠顶，则建议用户使用“静水井”安装方法安装仪表或在探头下方安装一根垂直到底的管子，管子下部开孔保持管内液位与管外一致。2.4静水井安装方式如果液位波动剧烈、液面存在大量泡沫、水渠宽度过窄时，我们建议您使用“静水井”的方法安装仪表。 3、 仪表接线3.1 金属壳仪表接线板用力逆时针拧开后盖即可看见仪表的接线板，如下图所示： 3.2 塑料壳仪表接线板打开下盖即可看见仪表的接线板，如下图所示： 3.3 探头接线板打开探头上盖即可见探头接线板，如下图所示：3.4 接线说明u 供电电源接入相应接线柱。DC24V供电，注意正负极方向。金属外壳的仪表无AC220V接线柱，AC220V电源由专用的电源线接入，不能接入XS4的12脚。u 模拟信号420mA接相应接线柱，数字信号RS485接相应接线柱，A、B有些地方标成、。u SPST1SPST4为4路开关量，分别对应P03(Relay)菜单中Relay1Relay4设置（明渠流量计一般不用）；u 分体安装时需要连接探头电缆，连接电缆一般有三种，BA5型电缆、4芯屏蔽线、2芯屏蔽线，对应接线柱为金属壳的XS3接线柱、塑料壳的XPS接线柱及探头接线柱中的、VCC、DIO、GND，具体如下所述。1）BA5型电缆连接方式如下图所示：2）4芯屏蔽线连接方式如下图所示： 3）2芯屏蔽线连接方式如下图所示：接线原则：1、仪表接线板和探头接线板按标注对应； 2、“”端一定要接屏蔽线；3、探头线不够长需要加长线时，最好购买同类型的屏蔽线进行连接。并做好防水处理；4、 明渠流量计的调试4.1 上电接好线后仔细检查，特别是电源线，上电后观察仪表显示。第三个界面FREQ 40K表示探头频率，若更换软件注意此频率数值是否被更改第四、第五界面表示ID号和波特率，通讯时用。第六界面Range 0.53.000表示盲区和量程，根据前面所述探头和最高液位间距需大于0.5m，仪表量程为3m。接着仪表显示PW：0 ZY：0，且数值在变动，同时可听到探头发波声音。当探头收到回波后数值将停止短暂时间，然后显示出流量数值。上排为累计流量，下排为瞬时流量。若仪表最终显示NO ECHO，表示仪表没有收到回波或超量程，此时请1、查看探头到液位距离是否超过量程，2、液位是否剧烈波动或有泡沫，在探头下方超过盲区位置放一块平板或将仪表拆下在量程范围内打墙壁，看是否正常显示数值 3、听探头是否有发波声音，若没有请查看探头和仪表连接线是否正确 4、若是分体机可将探头旋下直接就近用短线连接原仪表或其他正常仪表，可分析出是仪表故障还是探头故障或者线路故障。4.2 菜单比较金属外壳仪表的菜单与塑料外壳的菜单，内容是一致的，序号安排上有微小的变化。 金属外壳仪表菜单 塑料外壳仪表菜单4.3 仪表参数设置明渠流量计固定完后，必须进行校准液位、流量参数（c、n、Hv、Lv）的输入。4.3.1 校准液位有效液位高度根据堰槽不同有不同定义，巴歇尔槽一般旁边有安装仪表的连通测量管，管内液位即实际液位；三角堰和矩形堰是缺口以上部分的液位为有效液位高度，如图7所示： 图7例如：实测有效液位高度为0.560m。下面介绍如何校准液位（以塑料外壳仪表菜单为例）：注意：实测有效液位高度、校准液位时，尽量要保持液面相对平静、稳定1、 点Mode键进入仪表菜单，塑料壳仪表密码为3721，金属壳P03（Flow）菜单密码为3721；2、 选择P04（Xstyle）菜单，里面有两个选项，1、Liqud（流量模式） 2、Level（液位模式），选择2、Level（液位模式），退出菜单，仪表将显示此时液位（新版本仪表中有一个功能，点键不放仪表将显示液位，放开回到流量界面），查看液位数值显示是否稳定，示值是否正确：一般出厂探头高度缺省为3m，具体可查看P03（TH）数值，此数值减去显示液位即为探头到液面的距离，看是否正确，例液位显示2.250m，TH为3.000，则探头到液面距离为0.750m，看是否符合现场；3、 进入P03（TH）菜单，例原数值为3.000，现需要液位显示0.56m，则将TH数值更改为3.0002.2500.560=1.310，退出菜单看仪表是否显示0.560m；4、 进入P04（Xstyle）菜单选择1、Liqud（流量模式），退出，仪表将显示累计流量和瞬时流量4.3.2 流量参数的输入流量参数c、n值取决于堰槽、堰板（请查阅JJG 711-1990明渠堰槽流量计行业标准、或附录1）。得到正确的c、n值后，进入仪表的Flow菜单，输入即可。4.2.3 Flow菜单内其他选项介绍1）Acc Clear 为累加值清零，acc为更改累加值。2）Lv菜单为消除小流量。当液位为“0.000m”时，仪表会有微小流量产生，造成累加值增加。此时可在Lv菜单内输入0.005m或其他值，表示液位小于0.005m时流量为0。3）Hv菜单为限制大流量。当实际流量超过堰槽设计的最大流量时，液体将会溢出。例设计流量200t/h，此时液位高度0.8m，可在hv菜单内输入0.800，表示液位超过0.8m时流量仍然按照0.8m的流量200t/h显示和累计4.3.3 其他菜单介绍M420mA菜单一般输入最大流量值，表示最大流量时输出20mA。ID和BUAD菜单通讯时用，和上位机通讯设置相同即可；Unit菜单（新版本仪表）可以转换流量单位，可在t/h（吨/小时）和l/s（升/秒）之间转换，转换后M420mA菜单数值需重新设置，通讯数据自动改变。5、仪表故障分析5.1 流量不准点键不放（新版本仪表）或Xstyle菜单中选Level选项，查看仪表显示液位是否正确，若正确请查看Flow菜单c值n值是否正确，lv值和hv值是否正确，例如hv被设为0.5，则液位超过0.5m流量也不会变化，这些值如果正确就可能是堰槽堰板尺寸不对。5.2 仪表乱跳数一般是有干扰波，可能是从电源线，探头线或空间辐射干扰，电源线可能有泵等大功率设备共电，空间可能有天线或无线模块等，可将仪表拿到远离现场的室内打墙壁看仪表示值是否稳定，现场可将仪表接地，参考“3、仪表接线”中的接线板图，将420mA的“”端或探头接线的“”端或旁边的“GND”端中的一个接大地，仪表附近的无线干扰源移开，单独接一根电源线，这些措施逐步进行直到仪表正常。5.3 仪表突然显示大流量或0流量突然显示大流量表示仪表打到高液位，参看是否有图6d情况或探头下方有凸起物，显示0流量可能打到二次回波，具体看图2下面描述。5.4 一直搜索不显示流量请看前面“4.1上电”描述，找出是线路问题还是仪表问题还是探头问题，或者现场液位泡沫问题。附录1一 堰槽、堰板的介绍1. 巴歇尔槽（马歇尔槽Parshall，误差23）材质l 8mm厚的玻璃纤维不饱和聚酯复合材料（玻璃钢）。 流量越大，相应增加壁厚。注意事项 l 内部尺寸准确。内表面光滑、平整。l j的尺寸与渠道安装有关，请用户根据现场情况而定。l 巴歇尔槽的中心线要与渠道的中心线重合,使水流进入巴歇尔槽不出现偏流。 l 巴歇尔槽通水后，水的流态要自由流。巴歇尔槽的淹没度要小于规定的临界淹没度。 l 巴歇尔槽的上游应有大于5倍渠道宽的平直段，使水流能平稳进入巴歇尔槽。即没有左右偏流，也没有渠道坡降形成的冲力。（参见下图） l 巴歇尔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。使水流全部流经巴歇尔槽的计量部位。巴歇尔槽的计量部位是槽内喉道段。 序号流量范围（吨/小时）适用渠道mm水位范围（mm）临界淹没度%Q（min）Q（max）宽高h（min）h（max）10.3 19.4 200250152100.520.6 47.5 250300152400.532.8 115.6 300600303300.545.4 399.6 450800304500.6常用型号规格明渠流量计安装尺寸（单位：mm）序号喉道段收缩段扩散段墙高流量参数bLNB1L1LaB2L2KDCn12576291673562429320319230217 1.550 2511144321440627613525422254435 1.550 3761525725945731117830525457638 1.550 4152305114400610415394610766101372 1.580 52283051145758645873814577676219271.530 61523051144006109005509208080020201.513 2. 三角堰（triangular weir，误差15）材质l 15mm厚的玻璃纤维不饱和聚酯复合材料（玻璃钢）。 流量越大，相应增加壁厚。注意事项 l 三角口处的尺寸准确、缘台平直、光滑。板面光滑、平整、无扭曲。l 三角堰的中心线要与渠道的中心线重合。l j为堰板嵌入渠道墙的部分，尺寸请用户根据现场情况而定。常用型号规格明渠流量计安装尺寸（单位：mm）序号流量范围（吨/小时）适用渠道BHep流量参数Q（min）Q（max）宽高nC10202752202751101102.5510020403602883601441442.5510030804753804751901902.55100401215604485602242242.5 5100501826605286602642642.5 5100602727756207753103102.5 5100703959007209003603602.5 510080616107586010754304302.5 5100908991250100012505005002.5 510010013591475118014755905902.5 51003. 矩形堰（rectangular weir，误差35）材质l 1520mm厚的玻璃纤维不饱和聚酯复合材料（玻璃钢）。 流量越大，相应增加壁厚。注意事项 l 矩形口处的尺寸要准确、缘台平直、光滑。板面光滑、平整、无扭曲。l 矩形堰的中心线要与渠道的中心线重合。l j为堰板嵌入渠道墙的部分，尺寸请用户根据现场情况而定。常用型号规格明渠流量计安装尺寸（单位：mm）序号流量范围（吨/小时）适用渠道Bbhp流量参数Q（min）Q（max）宽高nC10.04855005005002001633371.5128020.051956506506502602394111.5166030.084147507507