TKL型超声波流量计说明书(ARM)

1、TKL-1型超声波明渠流量计TKL-1 型超声波明渠流量计说明书一、概述 TKL-1 型超声波明渠流量计广泛适用于冶金、石油、化工、化纤、轻纺、制药、电镀、食品加工等工矿企业自然管道(明渠)的污水排放量的计量，是城市水污染防治和环境保护部门监控污水排放的主要仪表之一。二、仪表的功能与特点：1. 仪表采用气介式集成超声波传感器进行液位测量，从而实现非接触测量。2. 仪表采用ARM微机芯片及大规模CMOS集成电路，仪表智能化程度高、功能强、可靠性高、功耗小。3. 仪表可以将每天、每月及每年的流量值（即污水排放量） 保存50年，并可以在任意时刻进行查询。测量数据即使在断电状态下也可永久保持，而无需电

2、池。4. 仪表具有多参数驻留显示功能，可以驻留显示瞬时流量、总累积流量，液位及计量时间等。驻留显示选择可通过设置操作完成。也可选择时钟作为驻留显示。5. 仪表采用触摸屏，所有操作在屏上完成，故仪表操作非常简便。6. 仪表设有5个RS-232通信接口，1个上传数据，4个下采数据。设有8个模拟口用于下采数据。使仪表具有数采功能。注：本仪表仅适用于非防爆要求、流体表面不含大量泡沫及非淹没流场合（若要求须定制）。三、主要技术参数 1.流量范围： 0.1×103m3/s93m3/s 2 测量误差：自由流 < ±5； 3.显示分辨率：瞬时流量:0.1m3/h 累积流量:1m3 液

3、 位:0.001m 计量时间:1h 4.仪表工作条件： 一次仪表： 环境温度: -2570 相对湿度: <5100 二次仪表： 环境温度：-10+55 相对湿度：<85% 5.超声波盲区：400mm 6.超声波传感器信号传送距离：250m（更长需定制）7.输出信号：1个RS232标准通信接口。8.输入信号：4个RS232标准通信接口，8个模拟接口。 8.电源： 交流:220V± 10% , 50HZ± 1HZ四、槽号及规格1、 流量范围： 表1：帕歇尔槽系列槽 号流量范围(m3/h)最高水位（mm）1#P2519.42402#P5147.63303#P76114

4、.34504#P152404.56005#P228882.27506#P250923.97507#P30015787508#P45024017509#P600323680010#P750407680011#P900492775012#P1000608080013#P1200735380014#P1500926980015#P18001118780016#P21001315880017#P24001510880018#P305029830107019#P366052776137020#P4570896311670 注：1、 “P”表示流量计使用帕歇尔槽；2、 其它流量规格可根据用户需要定做。 表

5、2：三角及矩形堰系列 堰槽号 最大流量 （m3/h）最高水位 (mm) 堰形式 Y90 240 277 三角堰 R560 500 510 矩型堰 R700 1000 707 矩型堰 R1000 2000 矩型堰注：1、 上述堰槽号中的“Y”表示使用三角薄壁堰板，”R” 表示使用矩型薄壁堰板。2、 其它流量规格或尺寸规格可根据用户需要定做。 五、测量原理 TKL-1 型明渠流量计由帕歇尔测量槽或薄壁堰槽、超声波传感器、主机组成。选用不同的测量槽可适用不同的流量测量范围。 流量计的构成和工作原理如图1所示。 TKL-1型超声波明渠流量计 （主机） 超声波传感器 (含温度传感器) 触摸屏 ARM 超

6、声波 接收 模拟口 电路 RS232 后备电源 流量测量槽 DC-5V 图1（1）帕歇尔测量槽的流量公式： 被测量的液体流过测量槽而形成自由流时，其流量Q与测量槽上游侧水位Ha满足如下关系： (1)式中C，n为与测量槽规格有关的常数。 （2）三角形缺口薄壁堰流量公式： （2） （3）矩形缺口薄壁堰流量公式： （3）超声波液位传感器在ARM微机的控制下，控制超声波的发射与接收。通过测量发射波与回波的时间差即可计算出液位高度Ha或有效液位高度he： （4）式中Ha-液位高度； L-超声波传感器的安装高度(m)； a-超声波在空气介质中和测量温度下的传播速度(ms)； Dt-超声波的发射波与回波的时

7、间差(S)； 这样由(1)或（2）、（3）式即可计算流量。 超声波液位测量原理如图2所示。仪表在ARM微机的控制下，每秒钟控制超声波传感器检测一次水位，计算出一秒种的流量，并进一步累积为时流量、日流量、月流量、年流量和总累积流量。仪表每秒钟的测量值分辩率达0.00001m3 。仪表将测量的数据存入内存。 超声波传感器 静水井 流量槽 S/2 L Ha 图2六、仪表的安装与接线根据表1的适用渠道尺寸的要求，参照图3所示的测量槽安装示意图，对待装渠道进行改造。1、P型槽的安装P型槽结构及其安装示意图如图4所示。 静水井 高于当地最高 渠道 警戒水位 帕歇尔槽 Ha 坡度1/4 Dh 测量槽堰口水平

8、线 图3 填石子混凝土 填石子混凝土图41）在测量槽上游侧应保证有足够长的直段长度，一般取渠宽度的5 倍以上 2）测量槽应安装在平稳水流渠段。测量槽置于渠道中间，并应水平安装。帕歇尔槽与行近渠槽中心线重合。 3）流入测量槽的水流不能有偏流或波浪。 4）按以下公式计算测量槽堰口水平线安装高度。可以在测量槽底部用小石块填充，使测量槽安装高度符合计算结果。 DmaxsHmax£Dh£Pmax1.1Hmax （7）式中，Dmax测量槽安装前，最大流量下渠道中的水位高度； s淹没度（s£0.7）； Hmax最大流量下测量槽上游侧水位高度（ Hmax =0.200.80 ）；

9、 Pmax渠道边墙高度。2、 Y型槽的安装Y型槽结构及安装示意图如图5所示。 高于当地 最高警戒水位 明渠 堰板 Ñ 上游水位Ha Ñ Dh 行近渠槽 堰板 明渠 连通器 34hmax 静水井图51） 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行近渠槽内； 2）行近渠槽顺直长度应大于水面宽度的10倍； 3、测量筒的安装，如图6 所示。 安装测量筒时，应调整其水平。 温度传感器超声波 传感器 测量筒 信号线 锣栓 调节锣钉 静水井 图64、接线 仪器后面板接线图：图7右边上端两个接线端为24V输出端，均为正极，主要为超波探头提供电源。右边为8路模拟量输入，A是信号

10、正极，G是信号负极。数字是模拟通道的编号，如A1，G1是1号通道。 左边是5个RS232数字接口，口14用于采集下位仪表数据 ，口5 用于将流量数据及采集到下位仪表数据打包传送终端。R是RS232的接收端，T是发送端，C是公共端（地线）。口14分别对应通道811。超声波探头有3根线，红色是电源线接24V端子，蓝色或褐色是信号正端线接A0，屏蔽线是信号负端线接G0。现场设备如需通过流量计上传数据，420mA接A1A7任一端口，RS232接14的任一数字口。 注： 1）接线必须在断电后进行，带电严禁连拆信号线。 2）连接超声波探头后，需重新调整零位。 七、仪表的操作与使用仪表显示、操作面板如图9，

11、10所示 图 9 图案10图9为当前时间显示界面，图10为实时数据界面，均为常显界面，触摸除按键外的其它部分，两界面互相转换。 1） 历史数据查询。触摸“历史数据”按键，弹出数据类型选择窗口：今日本月流量本月日流量日流量月流量直查流量 第一项：“今日本月流量”指两种类型的流量，今日流量指今日0时到目前查阅为止的累计流量，本月流量指本月1日0时到昨日0时的累计流量。触摸该项弹出流量显示窗口：今日流量：12543.4本月流量：345678.2 第二项：“本月日流量”指本月每天的累计流量（不包含当日累计流量。触摸该项弹出流量显示窗口：10.04.0132345.210.04.0234536.110.

12、04.0333234.610.04.0432834.710.04.0532456.810.04.0631268.910.04.0732546.610.04.0834568.510.04.0937345.6退出 上页 下页 退出：触摸该按键退出本月日流量查询状态。上页：触摸该按键查询之前日流量。下页：触摸该按键查询之后日流量。 第三项：日流量指查阅本月之前的日累计流量。触摸该项弹出流量显示窗口：日期：100301 年2位，月2位，日2位。输入日期按确定后显示： 10.03.0132345.210.03.0234536.110.03.0333234.610.03.0432834.710.03.05

13、32456.810.03.0631268.910.03.0732546.610.03.0834568.510.03.0937345.6 退出 上页 下页退出：触摸该按键退出本月日流量查询状态。上页：触摸该按键查询之前日流量。下页：触摸该按键查询之后日流量。第四项：月流量指查阅本月之前的月累计流量。触摸该项弹出流量示窗口：日期：1003 年2位，月2位，输入日期按确定后显示：10.03:3465461.5 左边为年月份，右边为月累计流量，单位为立方米。第五项：直查日流量指查阅本月之前的日累计流量。触摸该项弹出流量显示窗口：10.03.0132345.210.03.0234536.110.03.0

14、333234.610.03.0432834.710.03.0532456.810.03.0631268.910.03.0732546.610.03.0834568.510.03.0937345.6 退出 上页 下页退出：触摸该按键退出本月日流量查询状态。上页：触摸该按键查询之前日流量。下页：触摸该按键查询之后日流量。2）参数设置触摸“参数设置”按键，弹出数据类型选择窗口：密码： 输入密码“1234”（出厂密码为1234）按确定键后，进入下一窗口： 时间设置通道设置密码设置显示设置 第一项：时间设置。重新设置机内时钟。触摸该项弹出时间设置窗口：时间：100405113500 输入新的时间后，按确

15、定键。年月日时分秒均为2位。从年到秒必须全部输入，否则无效。上面所输时间为：10年4月5日11时35分00秒。第二项：通道设置。设置流量及数据采集的各种参数。触摸该项弹出通道设置窗口： 通道0类型电流电流4-20速率2400因子无渠型明渠槽号Y090流量90量程1000.0修正0.0 退出 确定 参数设置表通道：设置所设参数对应的通道编号。一共12个通道，07对应后面板模拟接口A0A7，811对应后面板数字RS232的C1C4接口。类型：指示所设通道接口的类型。有两种类型的接口，模拟和数字。电流指明该通道是模拟口，串口指明该通道是数字口。该项不用设置。电流：模拟通道有两种传送数据的方式，一种电

16、流范围为020mA, 一种电流范围为420mA,设置0对应420mA, 设置1对应 020mA。对于串口该项无效。速率：设置串口的通信数率。0对应变2400波特，1对应4800波特，2对应9600波特。对于模拟口该项无效。因子：设置测量的污染物的名称。数字编码与污染因子对应关系如下表： 数字编码污染因子0该通道为空1COD2流量3pH4氨氮5总磷6余氯7浊度8镍9铅10锌11氰12总铜13氟渠型：两种选择。0对应明渠，1对应管道。该项仅对流量有效。槽号：选择堰槽的槽型。该项仅对流量有效。槽号与槽型的对应关系如下表：槽号槽型说明0Y090三角堰1R560矩型堰2R700矩型堰3R1000矩型堰4

17、P25以下为巴歇尔槽5P516P767P1528P2289P25010P30011P45012P60013P75014P90015P100016P120017P150018P180019P210020P240021P305022P366023P4570流量：该参数不用设置，自动给出对应堰槽的最大流量。仅对流量有效。量程：与下位仪表输出最大范围对应。对于明渠流量计该值始终为1000.0。该设置对电流口有效。修正：对下位仪表传上来的数据进行修正。使传上来的数据准确。 流量参数设置实例： 1接线 超声波探头接于0通道，即超声波探头的信号线+端接A0，信号线-端接G0，电源线接24V端子。 2槽型为P

18、152 3参数设置 通道设置：触摸参数设置表的通道项弹出窗口：通道：0 输入0，按确定键。 电流设置：触摸参数设置表的电流项弹出窗口：电流：0 输入0，按确定键。根据对应关系，此数字对应4-20mA电流。因子设置：操作步骤同上，输入2。根据对应关系，此数字对应流量。槽号设置：操作步骤同上，输入7。根据对应关系，此数字对应堰槽P152。修正设置：操作步骤同上。先设为0。保存退出。用尺量测水位度与流量仪表实时显示的高度项的值比较，确定修正值小,使尺量测水位高度值与流量仪表实时显示的高度值相同。显示的高度值与修正值的关系式为：显示的高度值=显示的高度值（修正为0时）+修正值。假设修正为0时，尺量测的水位为120mm,仪表显示的水位为本150mm,修正值应设为-30。 参数设置好后，按退出按键弹出对话筐： 是否保存数据 退出 保存 选择保存。设置完成后的参数表如下：通道0类型电流电流4-20速率2400因子流量渠型明渠槽号P152流量404.5量程1000.0修正-30.0退出 确定第三项：密码设置。通过设置启用新的密码。第四项：显示设置。该项设置确定实时监测界面显示的因子内容。触摸该项弹出设置对话筐：第一行 0第二行