超声波多普勒流速仪超声波多普勒流量计使用说明书

超声波多普勒流速仪

超声波多普勒流量计

使

用

说

明

书

前言..............................................................................・1-

第一部分：超声波多普勒流速仪..................................................-2・

第一章概述..................................................................-2-

1.1测量原理......................................................................-2-

1.2技术参数......................................................................-2-

1.3外观尺寸......................................................................-3-

1.4应用环境......................................................................-5-

第二章安装指导..............................................................-6-

2.1安装说明（注意事项）.........................................................-6-

2.2电气接线......................................................................-6-

2.3传感器装配示意图.............................................................-7-

第三章通讯说明..............................................................-9-

3.1串口参数.....................................................................-9-

3.2读单个寄存器.................................................................-9-

3.3读多个寄存器................................................................-10-

3.4写单个寄存器................................................................-10-

3.5错误码......................................................................-11-

3.6寄存器定义表................................................................-11-

3.7例程.........................................................................-12-

3.8寄存器说明..................................................................-12-

第四章调试说明.............................................................-14-

4.1厂家调试....................................................................-14-

4.2用户调试....................................................................-15-

第二部分：趣声波多普勒流量计..................................................-16-

第一章概述.................................................................-16-

1.1测量原理.....................................................................-16-

1.2技术参数....................................................................-16-

1.3外观尺寸....................................................................-17-

第二章安装指导.............................................................-19-

2.1安装说明...................................................................-19-

2.2电气接级...................................................................-20-

第三章简易设第说明........................................................-21-

3.1菽本参数设置................................................................-21-

3.24〜20MA设置................................................................-22-

3.3累计流量清零................................................................-22-

3.4流量单位修改................................................................-23-

第四章菜单说明.............................................................-24-

4.1参数锁定...................................................................-24-

4.2报警设置.....................................................................-25-

4.3参数校正...................................................................-26-

4.4通信设置.....................................................................-27-

4.5渠道类型.....................................................................-27-

4.6其他参数.....................................................................-29-

4.7复位选择.....................................................................-30-

第五章协议说明.............................................................-31-

5.1串口参数.....................................................................-31-

5.2读单个寄存器................................................................-31-

5.3读多个寄存器................................................................-32-

5.4写单个寄存器................................................................-32-

5.5写多个寄存器................................................................-33-

5.6错误码.......................................................................-33-

5.7寄存器定义表................................................................-34-

5.8例程.........................................................................-36-

5.9寄存器说明...................................................................-37-

第三部分：超声波多普勒（流速仪）流量计（GPRS无线版）......................-38-

第一章概述.................................................................-38-

1.1原理说明....................................................................-38-

1.2技术参数.....................................................................-38-

1.3实物图.......................................................................-39-

第二章DTU调试说明.........................................................-40-

2.1调试工具....................................................................-40-

2.2操作流程.....................................................................-40-

2.3配置流程.....................................................................-41-

第三章服务器购买说明......................................................-45-

第四章数据查询.............................................................-46-

第五章协议说明.............................................................・47・

第四部分：附录（现场案例选点和支架）.........................................-49-

第一章基本要求............................................................-49-

1.1选点前提.....................................................................-49-

第二章选点要求.............................................................-50-

2.1安装地点的选择.............................................................-50-

2.2在闭门或者水泵下游安装的要求..............................................-52-

2.3在挡水坝上游安装的要求.....................................................-55-

2.4安装高度的选择..............................................................-56-

2.5水平安装位置的选择..........................................................-57-

4.6圆形管道内的安装............................................................-59-

第三章典型安装现场图例....................................................-61-

3.1L型安装方式................................................................-61-

3.2探入式安装方式.............................................................-62-

3.3基座安装方式................................................................-63-

前言

本说明书分为三部分内容，分别为超声波多普勒流速仪、超声波多普勒流量

计和附录（现场案例）。

第一部分：超声波多普勒流速仪

只有一个传感器，用于测量水深与流速、温度，仅有RS485一种输出方式;

第二部分：超声波多普勒流量计：

则为超声波多普勒流速仪与具有流量计算功能的主机搭配一起的设备，具有

RS485、RS232、4〜20mA三种输出方式可选，可同时具备RS485和4〜20mA或同

时具备RS232和4〜20mA：

第三部分：超声波多普勒流速仪（GPRS无线版）

超声波流速仪与GPRS板卡配套使用，通过GPRS板卡将传感器数据传输至服

务器，由服务器中的应用程序解析并显示，传输的数据包括水位、流速、温度、

电压；

超声波多普勒流量计（GPRS无线版）

超声波多普勒流量计与GPRS板卡配套使用，通过GPRS板卡将传感器数据传

输至服务器，由服务器中的应用程序解析并显示，传输数据包括水位、流量、累

计流量、电压；

第四部分：附录（现场案例）

包括超声波多普勒流速仪对应各种现场的典型安装方式图示及注意事项。

第一部分：超声波多普勒流速仪

第一章概述

1.1测量原理

测量流速原理：采用多普勒频移物理原理来测量水流速度。

什么是多普勒效应（多普勒频移）？

一个物体发出的声波被另一个物体接收并反射，如果发出声波的物体相对于

接收物体是移动的，接收物体接收到的声波频率将会与发出声波的发射频率有差异。

如果两个物体之间的相对距离是减少的，接收的频率会比原来增加；

如果两个物体之间的相对距离是增加的，接收的频率会比原来减小。

这样的多普勒效应在日常生活中经常会发生，比如：当你听到迎面开来一辆警

车的警报声（发出声音），声音会显得频率较高；而当警车离你远去时，则听到的

声音会变成较低的声音。

通过发射超声波的频率和接收超声波频率的不同，从而推算出具体的流速是多

少。

1.2技术参数

表17超声波多普勒流速仪技术参数

电源供电范围：10.8VDC-26.4VDC：

功耗：

12V24V

45mA±1mA（约0.54W）26mA±1mA（约0.62W）

输出特性RS485/ModBus标准协议

测量性能流速量程：±0.03m/s〜±5m/s（可定制±0.03u/s〜±10m/s）;

水深量程：0.02〜3m,0.02—10m（订货前请确认最大水深）；

流速精度：±1%（水利部送检检测精度）；

流速精度：±1—3%（受现场二作环境影响测量精度有所变化）；

水深精度：±3cm;

流速分辨率：1mm/s：

温度分辨率：0.1"C;

水深分辨率：1mm。

物理性能材质:POM；

质量：2.6±0.1kg：

防护等级：IP68

电缆：4芯带屏蔽内含导气管电缆，出厂默认长度10米，线径

8mm（其他。长需定制）。

工作环境工作温度：。〜60℃（非结冰状态）;

贮存温度：-20〜80"C:

含沙量:<20g/L：

酸碱度：PH值在6〜8之间。

1.3外观尺寸

1.3.1产品实物图

1.3.2结构尺寸图

多普勒流速仪结构尺可图

1.4应用环境

超声波多普勒流速仪是在管道、渠道或者河流内测量水的流速的设备，主要应

用于以下范围：

•洪涝灾害监测•污水排放•天然的河溪

・市政给排水•水量流失/渗入监测•灌溉流程监测

・河口和潮汐的研究•渔业/水利・海岸侵蚀研究

•暗渠流程监测・道路排水监测・运河流程研究

•江河流程监测

第二章安装指导

※温馨提示：安装于现场前，请按照说明书要求正确接线，测试

仪表显示正常且通讯正常后再安装到现场。

2.1安装说明(注意事项)

(1)现场最低水位要比传感器顶部高细1，才能够正常测量流速，如果低于5cm,流速会与实

际流速形成较大误差。如果水底有淤泥、砂石等沉淀物需要将传感器抬高5cm以上(根据现场

的石头大小来决定)：

(2)需考虑河水浑浊度，如果河水相对浑浊，水流又慢，建议流速仪与非接触式液位计结合

使用，可以解决压力变送器堵塞问题；

(3)考虑支架的阻力，支架建议使用圆管，可以减少阻力；

(4)考虑电缆线的承受力，也缆线最好穿到支架内部，如果另外接穿线管增大了水的阻力；

(5)考虑现场是否会有树枝或者杂草、石块，如果存在杂物最好在传感器前方做隔离栅；

(6)传感器安装前提:保证传感器正前方3.0米无任何障碍物、正后方1.0米内无任何障碍

物，尽量选择渠道中间安装但需考虑支架承受能力。

☆所需携带工具：卷尺、一字螺丝刀、活动扳手(根据现场环境而定，固定支架可能用到冲

击钻等工具)

※备注：在说明书第四部分有介绍支架及安装位置选择典型案例。

2.2电气接线

电源线：

红线接电源正极(12V+或24V+);

绿线接电源负极(12V—或24V—);

信号线：

白线接RS485A(T/R+)：

:接RS485B(T/R-);

透明导气管：

※必须与大气保持通畅，并且安装时注意防护，特别是穿过穿线管时需要用

胶带保护好再穿线避免进水。如若进水，可能导致水深误差等现象。

透明导气管不可折叠，在穿管时候，折弯的角度不能＞90°o

2.3传感器装配示意图

组装前传感器（包含所有配件）

组装后实物图

固定于支架后，可用M8或者M10的螺栓将传感器底座固定于支架上，以便后期维护

超声波多普勒流速仪出厂配件清单

序号名称型号/规格数量

1超声波多普勒流速仪传感器1

2安装底板1

3平头机械螺丝M6*164

4卡箍2

第三章通讯说明

3.1串口参数

(1)硬件采用RS485,主从式半双工通讯，主机呼叫从机地址，从机应答方

式通讯。

(2)数据帧10位，1个起始位，8个数据位，1个停止位，无校验；

(3)波特率：120C240048009600192003840057600115200128000256000

(默认为9600)o

3.2读单个寄存器

功能码:03H

主机发送

12345678

起始寄

起始寄存寄存器数寄存器数CRC码CRC码

ADDR03H存器高

器低字节量高字节量低字节低字节高字节

字节

第1字节ADDR：从机地址码(0x01〜OxFE);

第2字节03H:功能码；

第3、4字节：要读的寄存器地址；

第5、6字节：要读的寄存器数量，读单个寄存器为0x0001;

第7、8字节：从字节1到字节6的CRC16校脸码。

从机接收

123456了

数据高字数据低字CRC码低CRC码高

ADDR03H字节总数

节字节字节

第1字节ADDR：从机地址码(0x01〜OxFE)：

第2字节03H：功能码；

第3字节：接收到的数据字节总数，如果读取弛个寄存器，则字节总数为02;

第4、5字节：寄存器数据，每个数据占2个字节；

第6、7字节：从字节1到字节5的CRC16校验码。

3.3读多个寄存器

功能码：03H

主机发送

12345678

起始寄

起始寄存寄存器数寄存器数CRC码CRC码

ADDR03H存器高

器低字节量高字节量低字节低字节高字节

字节

参考读取半公冢存器的方式,同时读取距离、温度时，寄存器数量则为0x0002；

从机接收

1234、5♦♦♦N7、NN+1N+2

数据1数据1•••数据N数据

字节CRC码CRC码

ADDR03H高字低字高字节N低

总数低字节高字节

节字节

参考读取单个笏存器的方式,数据1为读取的起始寄存器数值，每个数据占2个字

节，根据用户所读取的寄存器数量即返回多少个数据。

3.4写单个寄存器

功能码:06H

主机发送

12345678

寄存器寄存器

数据高数据低CRC码CRC码

ADDR06H地址高地址低

字节字节低字节高字节

字节字节

第1字节ADDR：从机地址码(0x01〜OxFE)；

第2字节06H：功能码；

第3、4字节：所写的寄存器地址；

第5、6字节：寄存器地址所对应的寄存器数据；

第7、8字节：从字节1到字节6的CRC16校验码。

从机接收

12345678

寄存器寄存器数据高数据低CRC码CRC码

ADDR06H

高字节低字节字节字干低字节高字节

第1子节ADDR:从机地址码(0x01〜OxFE)；

第

字

2卢

06H：功能码；

节

第

34字

、:所写的寄存器地址；

节

第

56字

、

节:寄存器地址所对应的寄存器数据；

第

78字

、:从字节1到字节6的CRC16校验码。

3.5错误码

12345

ADDR功能码错误信息码CRC码低字节CRC码高字节

第1字节ADDR:从机地址码（0x01〜OxFE）;

第2字节83H或86H：功能码（83H表示读取指令报错，86H表示写入指令报错）:

第3字节：参考错误信息码表；

第4、5字节：从字节1到字节3的CRC16校脸码。

错误信息码表

信息码备注

01H非法的功能码

02H非法的数据地址

03H非法的数据值

04HCRC16校险错误

05H接收正确

06H接收错误

07H参数错误

3.6寄存器定义表

寄存器地址功能读/写备注

0x0000水深瞬时值R04字节浮点数高2字节

0x0001水深瞬时值R04字节浮点数低2字节

•••

♦♦・

•••

OxOOOA温度瞬时值R04字节浮点数高2字节

OxOOOB温度瞬时值R04字节浮点数低2字节

OxOOOC流速瞬时值R04字节浮点数高2字节

OxOOOD流速瞬时值R04字节浮点数低2字节

•••

•••

♦♦・

0x0020仪表地址R/W0x0100-OxFEOO（默认地址：01）

0x0021波特率R/W0x0000（默认波特率：9600bps）

•••

3.7例程

超声波多普勒流速仪

指令发送接收注释

010300000002C40B0103043F33333352CD读取水深

值:0.70夫

0103000A0002E40901030441D40000AE37读取温度值：

26.5℃

读

读取流速值：

指0103000C000204080103043E800000F633

令0.25m/s

01030020000185C00103020100B9D4读取仪表地址为

01

010300210001D4000103020000B844读取波特率为

9600

写指令0106002005008B500106002005008B50修改仪表地址为

05

010600210500DA90010600210500DA90修改波特率为

19200

错误01060018000009CD018602C3A102表示错误信息

指令码：非法数据地

址

3.8寄存器说明

3.8.1水深瞬时值(REG_ADDR：OOOOH、0001H)

水深瞬时值用4个字节单精度浮点数表示。单位：mo

3.8.2温度瞬时值(REG_ADDR:OOOAH、OOOBH)

水深瞬时值用4个字节单精度浮点数表示。单位：°C。

3.8.3流速瞬时值(REG_ADDR：OOOCH、OOODH)

流速瞬时值水深瞬时值用4个字节单精度浮点数表示。单位：m/so

3.8.4仪表地址(REG_ADDR：0021H)

从机地址：0x0001~0x00FE,出厂默认地址：01。

3.8.5波特率(REG_ADDR:0021H)

默认串口波特率：9600bpso

寄存器值波特率

0x00009600

0x00011200

0x00022400

0x00034800

0x00049600

0x000519200

0x000638400

0x000757600

0x0008115200

0x0009128000

OxOOOA256000

第四章调试说明

所需工具：12V也源、USB转485串口线、笔记本包脑(安装好串口线驱动)及串口调试

助手。

请根据本说明书(第一部分：超声波多普勒流速仪------第2章2.2电气接线)要求，

接好传感器的电源线与信号城。

4.1厂家调试

(1)打开厂家配套调试软件-多普勒流速仪测试和参数校准.exe,右上角“升级固件”

右侧的图标显示绿灯则表示笔记本电脑与传感器通讯正常，否则请检查笔记本

也脑驱动、电源线、信号线等情况；

15m却充a仅浏试和叁》嬴)

里程：蠹IAD®:应答延迟:

水深系水深系数b：测试数据：谈取

384保存头际疝度：r曼位显示频度：2S设备她址:1流速测试▼升级同件□

测里争数

分组大小：允许波动范围：数字积分数时间：波数里：读取保存

探测缪数

数据组数里：每个数据组累加次数：Set:噪声门限：探测脉冲时间：uS

探测周期间隔：uS敛据起始位置：uS厂相位调制读取替数保存替坡开始洌试

流速参数_________________________

流速系数a:流速系致b:小信号切除一低不位留0波特率:9600读取

信息显示非线性校准

有效信

信

运

强

流O=S49

nl:

有效信

水深:0.003度信

迟

强

2020-08-1110:03:02:30.0流

0O>史90%

O43=承

水深:0.003O.nl

育效信

度信

迁

强

2020-08-1110:03:04：30.0流0OOl*490%

O.l

有效信

信r

退0%

OO强

2020-08-1110:03:05水深:0.003度:30.0流

O=®49承

水深:0.003O.l:

0O0%讶

信

自型信

正

强

2020-08-1110:03:07度:30.0流

Utr厮4^

202Q-U8-111U:U3:1U本探:U.003O.0Ul

度：3U.U信

有效信

勖

达

强

流

On49，

水深:0.003度:30.0U.OOlI0%

2020-08-1110:03:12