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福州大禹電子科技有限公司
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超聲波多普勒流量計結構：分體式
超聲波多普勒流量計
結構：分體式；
測量種類：流速、流量、水深、水溫
用途：敞口渠道在線式測量
使用環境：明渠，排水溝、農田灌溉渠道
流速范圍：0.01m/s～6.0m/s；
水深范圍：0～5m(最小水深：3cm)；
溫度范圍：0～65oC；
流量范圍：1升/秒～立方米/小時
供電：電池供電，12VDC，24VDC或者220VAC；
輸出信號(電池供電)：RS485，RS232；
輸出信號(12VDC以上外供電)：4-20ma，1～5V；
無線傳輸(可選件)：GPRS
電纜長度：10米；
超聲波多普勒流量計產品使用說明書
提示：由于產品在不斷更新，產品說明書和安裝說明書不能保證跟的產品一致。產品本身和使用說明如有所變化將不能通知到每一位客戶，如有需要請直接跟我公司銷售人員聯系。變化的部分包含但不限于以下部分。
1.產品的功能、結構、形狀、顏色等。
2.軟件的功能、結構、顯示方式、操作習慣等。
一、產品和技術參數
1.1 產品簡介
本產品是在河流中測量水流流速和流量的。
產品分為變送器、傳感器兩部分。
電池盒(選配件)，是在現場沒有辦法供電的情況下才選用的。電池的有效使用時間跟流量計每次的工作時間、無線傳輸和電源控制器工作時間長短成反比關系。
有些現場不能用有線方式傳輸數據，那就要選擇GPRS通過手機卡往后臺傳輸數據，這種情況下就要選擇增加無線傳輸器(選配件)來達到目的。
1.2技術參數
型號：XJ-FIELD IRRIGATION
(根據不同的功能，型號會有所不同)
結構：分體式；
測量種類：流速、流量、水深、水溫
用途：在線式測量、
流速測量范圍：0.02m/s～6.00m/s(最小水深：10cm)；
流速測量分辨率：1mm/s；
流速測量精度：實際流速的±2～4% ；
水深測量范圍：0.00～5m；
水深測量分辨率：2mm
水深測量精度：±0.5%；
溫度測量范圍：0～60oC；
溫度測量分辨率：0.1oC；
流量測量范圍：1升/秒～立方米/小時
供電：12VDC，24VDC；
輸出信號(電池供電)：RS485；
輸出信號(外供電24VDC)：4-20ma或者485；
無線傳輸(選配件)：GPRS型RTU無線傳輸器
傳感器和變送器之間電纜長度：10米；
被測水道類型：人工做的較寬的河道，天然的溪流、河流；
液體酸堿度要求：PH值在5～7之間。
液體溫度要求：0～50℃，不凝固
液體壓力要求：自然環境狀態下，1個標準大氣壓
1.3標準測量狀態
1.純電池供電狀態下：每20分鐘測量一次，每次測量時間＜1分鐘。無線傳輸器每120分鐘上傳一次數據(在此期間一共測量了6次。)
在這個測量狀態下，電池的有效工作時間為2-3個月。
2.太陽能供電狀態下：實時測量，然后上傳。
3.24VDC外供電狀態下：實時測量，然后上傳。
1.4網絡服務器軟件和硬件要求
1.服務器的操作系統為Windows XP SP3或者Windows 7 32位版本。
2.服務器硬件要求：CPU為Intel或者AMD 雙核 2GHz以上，總共內存4GB(最少剩余1GB內存)，硬盤至少兩個分區(每個分區剩余空間10GB以上)，顯示器是最小17寸液晶(分辨率1024×768 80Hz)。
3.現場安裝處，聯通或者移動的手機信號良好，并且無電磁干擾。
4.服務器有固定IP地址(無論電信、聯通、移動的寬帶都可以)：這是的情況，現場發送的數據到服務器軟件上顯示的速度，要求帶寬4M以上。
如果服務器沒有固定IP地址：要求是電信的寬帶，ADSL撥號上網，帶寬4M以上，安裝花生殼軟件付費版本，也可以顯示現場發回的數據，顯示的速度會慢一些。
1.5 產品組成圖
圖1.5.1 超聲波多普勒流量計傳感器
圖1.5.2 超聲波多普勒流量計
1.6 無線傳輸和電源控制器說明
外部電源接口：允許外部供電，供電電壓范圍為直流12～14VDC，供電電流160～200mA。
GPRS天線接口：連接GPRS的天線，分為常規天線和井下天線兩種，根據現場工況來選擇天線安裝。兩種天線的接口是一樣的。
手機卡插槽：允許接移動或者聯通的2G手機流量卡，要求是大卡。暫時不支持電信手機卡。
RTU信號接口：接收來至無線小板的信號。正負極不能接錯，接錯可能燒毀電路。
232接口：用于跟電腦連接，在電腦上查看RTU無線傳輸板卡的工作情況。
工作狀態切換點：一共有兩種狀態，當兩個插針短接的時候，是連續測量。當兩個插針斷開的時候，是處于低功耗模式，用于電池供電條件下工作用。
傳感器電源接口：給河道流量計的傳感器供電，正負極不能接錯，接錯可能燒毀電路。
傳感器信號接口：河道流量計的傳感器的傳感器輸出的485信號給小卡，小卡轉換后再給主板。
1.7 無線傳輸RTU配套天線
圖1.7.1 RTU-常規GPRS天線
1.8 產品接線圖
圖1.8.1 代接線說明
二、產品安裝
2.1 傳感器安裝
對于較寬的河道、河道，比如：水庫的泄洪渠、大壩下的船舶航道、水電站的泄洪道、河流，從兩個岸邊到中間的流速都不一樣。如果要測量流量就更加復雜了，因為不同位置流速不一樣，流量也不一樣。在這種情況下，一般需要多個點采集流速數據。最少需要3個傳感器，安裝位置如下圖所示。
圖2.1.1 較寬河道測量流量-傳感器安裝示意圖
圖2.1.2 較寬河流上測量流量-傳感器安裝示意圖
在河道內，如果沒有沉積物，我們把傳感器安裝在管道底部的正。如果有沉積物，把傳感器安裝在沉積物的旁邊。為了防止水流沖擊變動傳感器的安裝位置，傳感器底部有一個基座，專門用來固定在管道上。同時，傳感器要裝在靠近窨井的河道里面，這樣既便于安裝又利于維修和更換。
圖2.1.3 傳感器安裝圖示意圖
圖2.1.4 傳感器安裝底座實物圖
圖2.1.5 傳感器跟支架安裝圖 (根據現場不同使用的底座）
對上游和下游河道的要求：在傳感器上游，要有河道寬度10倍的直河道；如果上游是閘門、水泵，傳感器和閘門、水泵之間要有河道寬度30倍的直河道。傳感器的下游，要有河道寬度5倍的直河道。
現場傳感器所在位置的水流要平穩，無紊流，無旋渦。
2.1.1埋地法安裝：適用于水中沒有什么沉積物的河道，傳感器跟河道之間用安裝底座來固定。傳感器要正對著水流方向安裝。
圖2.1.1.1 矩形河道傳感器埋地法安裝示意圖
在灌溉河道內，如果沒有沉積物，我們把傳感器安裝在河道底部的正，正對著水流方向，這樣能夠測量到中間的流速，是的安裝位置。
圖2.1.1.2 超聲波多普勒傳感器埋地法安裝安裝實物圖
2.1.2抬高法安裝：適用于水中有淤泥、垃圾等沉積物的河道，傳感器跟河道之間要做個安裝臺，用來抬高安裝位置。傳感器要正對著水流方向安裝。
圖2.1.2.1 有淤泥的河道需要抬高安裝高度
圖2.1.2.2 超聲波多普勒流速儀做好了水泥臺的安裝圖
2.1.3 活動支架安裝法
如果有沉積物，比如：淤泥。要把傳感器安裝在沉積物的旁邊或者上面。這個時候就需要用到安裝支架，安裝支架可以根據下圖來制作。由于每個現場安裝支架的高度和寬度都不相同，一般都是在現場附近找人制作。
傳感器的支架和岸邊起固定作用的支架之間用螺絲擰在一起，這樣在需要維修和維護的時候會很方便。只需要把岸邊支架上的螺母擰掉，就可以很容易的把傳感器從水里面撈出來。
圖2.1.3.1 活動支架安裝法示意圖
支架制作和安裝的基本要求：
1.寬度1米以內的河道，支架要把傳感器裝在河道的正中間。寬度1米-2米的河道，傳感器要離開河道壁0.40米以上。2米-4米的河道，傳感器要離開河道壁0.70米以上。
2.支架裝好傳感器之后，傳感器要正對水流方向，在水流的沖擊下，要長期不能變形，同時也不能抖動，傳感器要跟水面平行。
3.傳感器安裝的位置，要高于河道底部的淤泥。
4.在傳感器前方60°發射角度范圍內，并且在距離1米內，不能有任何障礙物。
5.支架的制作，要盡可能減小對水流阻擋的面積，以免影響流速。阻擋面積增大，還會產生一個問題，就是容易纏繞垃圾或者水草。
2.2 變送器、電池供電的安裝
1.單純電池供電：變送器一般是用鑄鋁殼體制作，并且達到IP68防護等級。安裝位置一般選擇在傳感器的河道邊上，一般是要在河道邊有一個支架，儀表箱裝在支架上。變送器和電池盒全部安裝在儀表箱內。由于不同現場需要電池容量的不同，以及客戶要求的不同，變送器、電池盒的殼體尺寸和外形會有所不同。如果測量頻率和GPRS發送時間比標準狀態要頻繁，那么電池盒的尺寸會變大，或者是去現場更換電池的時間會縮短，以滿足實際測量的需要。
2.太陽能供電：變送器是ABS外殼，和電池一起安裝在儀表箱內。儀表箱一般固定在安裝支架上。
3.220VAC供電：變送器是ABS外殼，和電池一起安裝在儀表箱內。儀表箱一般固定在安裝支架上。
2.3超聲波多普勒流量計的安裝步驟
1.先把傳感器固定安裝在河道底部，
2.把傳感器電纜跟RTU無線傳輸盒連接，擰緊防水接頭。
3.固定好無線傳輸天線。
4.把RTU無線傳輸盒和電源盒連接，擰緊防水接頭。
三、產品使用注意事項和故障
3.1 產品使用注意事項
1. 傳感器、無線傳輸和電源控制器、電池盒之間的防水插頭要插緊擰好。以防止短路或者斷路。
2. 傳感器、無線傳輸和電源控制器、電池盒之間的電纜要貼壁安裝并且用線卡固定，如果線會遇到較尖銳或者鋒利的物體無法避開，要加護套保護。
3. 開蓋操作前，必須先把電源斷開。
4. 殼體上有緊固螺絲，打開殼體操作完畢后，必須先檢查防水密封條是否完好無損，沒有垃圾或者顆粒物粘附在密封條上。如果有，需要清理干凈后再蓋蓋。然后再蓋上蓋子，擰緊所有密封螺絲。
5. 開蓋操作的時候，不要讓水、塵土等進入殼體內，如果有需要清理干凈。必要時可以涂上704膠水以增加密封性能。
6. 不要人為拉扯、甩動電纜，也不要撞擊殼體。
7 不要把連接電纜作為承重線，用連接電纜來懸掛變送器、電池盒，或者其他重物。電纜必須是固定在河道邊上，不能晃動。
8. 需要在電纜線外面套上透明橡膠水管，以起到保護作用。
四、服務器軟件
4.1服務器軟件功能
服務器軟件可以接收到現場河道傳感器發送過來的水位、溫度、流速的信息，在屏幕上顯示并保存起來，同時可以把以上數據通過計算得出現場的流量。
比如河道寬度是30米，現場的河道分成十等分，也就是在整個河道寬度只有9個測量點，每個測量點距離從左到右3米一段(是每5米一段)，測量深度，輸入后臺服務器軟件或者現場的主機內。因為現場傳感器能夠測量出水位高低，這個信號是傳輸到服務器軟件上或者現場主機內，然后根據水位高低，可以計算出每一等分的截面積。根據現場河道內的傳感器測量出來的流速，可以計算出整個截面積的流量。
圖4.1.1 現場河道水深分為10份
圖4.1.2 三點法測量河道流量
圖4.1.3 五點法測量河道流量
圖4.1.2 后臺服務器軟件顯示的現場流速、水位等數據
4.2 服務器軟件各功能說明
服務器軟件右邊是基本的功能菜單，包括啟動軟件、關閉軟件、參數設置、退出軟件等。
圖4.2.1 服務器軟件右邊菜單使用說明
頂部菜單分為5種產品：超聲波液位計、超聲波液位差計、明渠流量計、多普勒流速儀、雷達物位計。根據現場實際的產品來選擇對應的菜單。
圖4.2.2 服務器軟件頂部菜單使用說明
因為現場是有河道、溪流、河流等多種形態，我們在軟件內根據實際的情況來選擇，填入參數后計算出流量。
1. 自然的溪流、河流：首先選擇對應的現場“DTU編號"，然后選擇“截面類型"為“5.十等分采樣截面"，填入“取樣點1"到“取樣點9"的
水位高低，輸入“河道寬度m"的數值后，點擊“計算截面積"，在下圖中就計算出“截面積計算㎡"為“2.15"平方米。
2. 服務器軟件根據測量到的流速、水位自動換算出河道的流量。
圖4.2.7 自然的溪流、河流的面積計算
3.基本參數設置
圖4.2.8 基本參數
在基本參數中，我們先選擇“DTU編號"，可以進行對應DTU的“物位上限m"和“物位下限m"設置。
其中幾個參數作用如下：
“物位基準補償m"：當現場傳感器測量中比實際水位高10個厘米，我們可以在這里輸入“-0.10"，這樣就把現場傳感器測量的誤差糾正過來。
如果現場傳感器測量中比實際水位低30個厘米，我們可以在這里輸入“0.30"來糾正。
“流量補償系數"：默認為1.00，如果測量出來的流量比實際大，比如：實際流量是每小時900立方米，儀表測量出來是每小時1000立方米，
我們可以把這個數值改為“0.90"，這樣計算出來的流量就跟實際流量接近。
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