多普勒明渠流量计简介.doc

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1、【精品文档】如有侵权，请联系网站删除，仅供学习与交流多普勒明渠流量计简介.精品文档. HOH-L-01明渠流量计原理仪器原理、结构、特点、技术指标北京金水中科科技有限公司目 录一、产品原理二、技术指标三、使用条件四、仪器结构及构件名称五、现场安装方式 1探头的安装 2通信电缆的安装 3上位机的安装六、日常维护 1探头2电池维护3上位机维护七、注意事项附件1：监控软件附件2 上位机使用说明书一、产品原理产品有三个功能：测平均流速、测水深、测水温。其中水温测量使用温度探头，温度探头不与水接触，紧贴仪器外包装材料顶部，需要置于水底一定时间后才能反映实际水温。测水温的目的是校正超声波在水中的速度，并修

2、正压力传感器所测得的水位值。水深测量使用高精度压力传感器，置于仪器底部，其探头感应部位与水直接接触。流速的测量是通过超声波探头（换能器）发射与接受超生波信号并做相应的计算处理而获得的：通过测得的平均流速及水位及断面尺寸，可求得断面流量。二、技术指标流速： 量程： 21mm/s到5000mm/s 准确度：测量流速的1% 分辨率：1mm/s温度：量程： 0到60 分辨率：0.2 水位： 量程： 0到5m 分辨率：1 mm准确度：测量水位的1% 电源：12V DC/220AC输出接口：标准RS232、RS485数据储存容量：每10分钟采集一条记录，可以存储超过3年的数据，而且这些数据即便在掉电的情况

3、下，也可以长期不丢失运行温度：0到60水温外壳材料： pc塑料（探头）、铸铝（上位机）。尺寸： 一体式： （2056832）mm（水位流速探头）（20015070）mm（上位机） 分体式： （1856832）mm（水位探头）（685825） mm（流速探头)（20015070）mm（上位机）三、使用条件1） 水质要求：含有一定微小杂质或气泡的水体，水中漂浮物不易过多。 当水中漂浮物过多而又使用本仪器时，杂草或塑料袋等有可能覆盖探头而使之工作失效，这时需在仪器工作不正常时及时清除探头上的覆盖物。条件允许时可在上游设置拦污栅，但拦污栅距仪器距离不小于10倍水力半径，以免水草等淤积于拦污栅前会造成流

4、态不稳，这时拦污栅前的杂物需定期清除。（当水草等杂物过多而干扰仪器时，需对测量结果进行处理，将其中的干扰数据去掉，具体可由软件或人工来实现；如果干扰严重的话干扰数据的处理需要有经验的专业人员来进行。） 当水质达到二级饮用水时，选择有气泡处（如跌水或闸门下游一定距离处）进行测量。当有气泡处的流态不稳定不符合测流流态要求且不能采取有效的辅助稳流措施（如设置整流栅或稳流盖板）时，这时只能选择流态平稳段进行测量并采用如下特殊手段： a当为灌溉用水时在测量处上游渠底放置一定量的土块：流速较低时可保持相当长的时间；当流速变大时会将土块冲刷干净，但此时水体中会产生气泡并可满足测量要求。因此当流速加大又变小后

5、，需重新在上游渠底放置一定量的土块。b在测量处上游一定位置设置跌水装置以产生气泡（如挡水格栅，此时会产生一定的水头损失，并在流速加大时有可能在下游一定距离内产生乱流。）。2） 测流断面的选择（流态要求）：测流断面上游要求有10倍水力半径的顺直段，下游有5倍水力半径的顺直段，且断面形状规则稳定，以保证安装位置的水流流态均匀稳定。 如果安装位置流态较差或顺直段较短，一种办法是在上游设置整流栅（或稳流盖板）来稳定流态，此时应注意当水中杂草过多时会堵塞整流栅而起到相反的作用，解决的办法是在杂草堵塞整流栅时及时清除或在上游增设拦污栅；另一种办法是率定一个修正系数或在同一位置的左右岸各设置1台仪器或将仪器

6、安装于渠道中间位置。以上两种办法均会影响到仪器的测量精度。四、仪器组成及部件名称 4.1探头一体式 仪器结构图 各部件名称如下：1探头 2上位机 3通信电缆 1.探头：探头前端的两个圆形装置为超声波发射与接收装置，不得用硬物划伤或冲撞，在安装使用时才将其保护罩去掉；底部网状圆孔内置压力传感器，不得用细长硬物去接触，在安装使用时才将其保护贴膜揭掉；两翼的四个孔为安装孔，用不锈钢螺丝与底座固定。2.上位机：1）上位机有三个接口：电源接口、传感器接口、通信接口电源接口：AC220V/DC12V；传感器接口：与探头连接，给探头供电及进行通信；通信接口：R232/R485，通过与电脑或通讯仪连接，可将上

7、位机中存储的测量数据传输出去或接收命令或对其进行参数设置。2）上位机的显示屏可显示当时的实测数据及内部的参数设置。3）上位机的五个按钮可使人工直接对上位机进行参数设置或下达采集命令。3.通信电缆 通讯电缆为带屏蔽网的四芯电缆，并且有一个通气导管。分别为电源正、负与数据线数据线（R485的）A与B。4.2探头分体式（流速探头与水位探头分开） 仪器结构图 各部件名称如下：1流速探头 2水位探头 3上位机 4信号线 5通信电缆1.流速探头：探头前端的两个圆形装置为超声波发射与接收装置，不得用硬物划伤或冲撞，在安装使用时才将其保护罩去掉；2水位探头：底部网状圆孔内置压力传感器，不得用细长硬物去接触，在

8、安装使用时才将其保护贴膜揭掉。3.上位机：（同一体式）4. 信号线： 连接流速探头与水下测量模块5.通信电缆 （同一体式）五、现场安装方式 总体安装图如下图 1流速探头的安装 （1）流速探头安装位置：流速探头应安装于具有固定断面的渠道顺直段下游，顺直段长度最好是渠道水力半径的510倍（顺直段越长测量精度越高），且这一距离范围内不得有过流阻挡物（如水闸、堰等），以保证探头前端水流流态的均匀稳定。探头应尽量安装于靠近渠底，当渠底有杂质沉积及水草生长或滚动的卵石时，可抬高安装位置以避开渠底沉积物与水草覆盖探头或卵石冲撞探头；探头距渠底的具体高度最好为100mm250mm，具体视渠道的最低测流水位而定

9、。当渠道水深较高且具有一定的最低水位时，为了安装方便只要将探头安装于最低水位以下0.5倍处即可。探头在渠道横断面处的安装位置一般如下（渠宽在20m以下）：对矩形断面安装于渠宽的0.15-0.2倍处；对梯形断面则安装于坡脚处；对于宽度较大的渠道，需安装2台或2台以上的探头，具体位置要视渠道宽度及横断面上的流态分布而定。 （2）安装方法：探头安装应完全水平于渠底（注意不是水平），同时保证与水流方向平行一致，探头前端（没有信号线的一端）逆水流方向并与水流方向夹角为180度，并且探头前端不得有阻挡物干扰水流流态，信号线（一体式时为通信电缆）从探头的下游引出。对于可完全断水的渠道，可将固定探头的支架（固

10、定支架可在当地定做，与探头连接部分最好用不锈钢板及螺栓）直接固定于渠底；对于不能完全断水且上游关闸后仍有较高水位不便水下作业的渠道，可将支架固定于渠臂上。固定于渠臂上的支架有两种方式：简易支架与组合支架。简易支架主要为一根弯曲的钢管或度锌管，底部焊接一水平钢板以固定探头，竖立管通过钢片横翼固定于渠臂上；组合支架由底座与可拆卸部分组成，探头安装于可拆卸部分上，底座一次性固定安装于测流断面处（通过上游临时关闸降低水位后，用膨胀螺栓固定于混凝土边坡上），可拆卸部分通过水面上的螺栓与底座相连接固定，这样便于今后对探头的检修与更换。 简易支架现场图 2水位探头的安装 分体式水位探头最好安装于水位井中或渠

11、道侧壁底部，压力传感器孔朝下，并 高于淤积高度。 3通信电缆的安装 通信电缆应沿着渠底及渠壁引出水面，最好套PVC管进行保护并沿程固定； 探头所自带的一段通信电缆线内有通气导管，因此注意不得将其弯折。当通信电缆线引出水面后，可接普通的电缆线，此时应使通气导管开口方向朝下，并用透气胶布进行保护，防止水及异物进入通气管。 4上位机的安装 上位机应竖立固定于管理房或微型工作间内，注意防水防潮。上位机与通信电缆连接；上位机与通讯仪或电脑连接时，有R232与R485两种模式，当使用没有串口的笔记本电脑去现场取数时，需自配R232转USB的转接头。六、注意事项 探头前端的两个圆形超声波收发装置应避免硬物撞

12、击或划伤，在不用时应使用 软套保护，当其上面附着异物时应用清水冲洗或软布轻察；底部的压力传感器 位于网状透水孔内，其压力膜非常娇气，不得用硬物去接触，在仪器脱离水面不 用时也应加以保护，在透水孔周围附着异物时应小心除去。 终端机应置于干燥处，在现场条件较潮湿时应注意防潮。 通信电缆线由于里面含有通气管，所以不能弯折过度，防止其折断；通信电缆线里面的通气管与探头里面的电路板相通，不能进水，安装时应使通气管末端开口朝下，防止潮气结水后沿管壁流入探头电路处；通信电缆线由探头引出水面时应尽量外套PVC管保护并沿途固定或沿支架的管内走线，使其避免直接受水力冲击而产生拉力，特别是水草较多的渠道当电缆线上挂

13、草时会产生很大的拉力并有可能将电缆线拉断。 探头前面的圆形超生波收发装置不能受到冲击及划伤； 探头安装好后要将其前面的超声波收发装置保护罩去掉，并将底部网状圆孔处的保护贴膜揭掉； 上位机与通讯电缆线必须正确连接，否则会导致仪器损坏； 仪器探头应避免在太阳下长时间暴晒，以免温度太高而引起故障（探头的温度不得超过70。）。 附件1监控软件 监控软件有两种：单机版与无线网络版，单机版可安装于笔记本或台式机上，通过与上位机的标准R232或R485接口直连来进行数据的读取及上位机工作参数的设定；无线网络版可安装于上位监控服务器上，通过无线通讯设备来进行实时测量数据的读取及上位机工作参数的设定。监控软件主

14、要具有如下功能：测点管理：增加或删改测点；对各测点终端机参数进行设置；读取并存储各测点测量数据；对测量数据进行查询统计分析；以电子地图方式显示测点位置并可在图上直接点击查询各测点实时测量值（无线方式）。无线监控软件界面如下：附件2：上位机使用说明书此设备是根据中国灌区的实际需要, 研制开发的一种智能型量水记录装置. 它采用蓄电池供电, 功耗低, 测量精度高, 并采用大容量闪存,记录数据量大, 存储可靠, 通讯方式方便灵活。一、 硬件安装1、电源充电口为四芯插口，针1为6伏，针2为地；2、传感器接口，采用六心芯插口， 针1是传感器电源地，针4是数据A，针5是数据B，针6是传感器电源正；“转接线”

15、 3、通讯接口为八芯插口，针1是地，针2是232的发，针3是232的收，针4是485A，针5是485B，针8是电源正二、 按键功能说明按健“采样/时间”，1)切换采集数据、时间显示； 2)在设置方式下返回时间显示方式；按健“功能/设置”，设置参数；按健“”在设置参数时增加设置值；在显示时向前切换显示内容；按健“”在设置参数时减少设置值；在显示时向后切换显示内容；按健“复位”，系统出现异常情况时使用。三、面板显示及采集数据记录读取方式正常工作时显示时间，显示格式为HH:MM（小时：分钟）；当按下“采样/时间”键时，可切换采集数据、时间显示。“E0”表示没有接入传感器、或读取数据错误。在切换为采集

16、数据显示时，仪器计进入实时采样状态 使用专用的通讯电缆可采用RS232或RS485方式完成各种通讯任务。四、设置操作说明按“设置”键进入设置状态，此时可改变正在闪动的参数值，按键增加参数值，按键减少参数值，再次按“设置”键确认参数值并进入下一个参数的设置状态。参数设置的顺序如下： 设置年：20YY （2位闪动） 设置月：MM.DD （ MM 2位闪动） 设置日：MM.DD （ DD 2位闪动） 设置时：HH:MM （ HH 2位闪动） 设置分：HH:MM （ MM 2位闪动） 设置秒：:SS （ SS 2位闪动） 设置水位计编号：B.BBB，1位闪动，从左向右逐位修改； 密码存储指针清零。1位

17、闪烁，当密码设为586时，指针清零； 设置水位偏移值：（-）左上角和CCCC，按键，首先出现水位偏移心形正负号，然后自左向右逐位闪动，用，调整水位偏移值； 设置流速偏移值：（-）左下角和CCCC，按键，首先出现流速偏移心形正负号，然后自左向右逐位闪动，用，调整流速偏移值； 设置温度偏移值：（-）右上角和CCCC，按键，首先出现温度偏移心形正负号，然后自左向右逐位闪动，用，调整温度偏移值； 设置流备用数据移值：（-）右上角和CCCC，按键，首先出现备用数据偏移心形正负号，然后自左向右逐位闪动，用，调整备用数据偏移值； 设置通讯波特率：2：9600,1:4800,0:2400； 设置显示状态，0显

18、示时间，按键则显示采集数据， 各路自动循环显示一次，返回时间显示；1循环显示当前4路采集数据，按键则显示时间，10秒后恢复；2（10）秒交替显示；3按键切换，默认显示时间，按键选择显示什么就一直显示该值；默认为3； 设置存储周期：A： AA，A:不变，AA2位闪动，单位为分钟，设置值可选择0，0.5，1，2，3，4，5，6，10，12，15，20，30，60，120，180,240,360分；设置为0，不存；默认为0； 设置数据变率报警开关，A0为关闭，A1为打开，A为提示符（按照存储间隔比较，和自报周期的变幅报警不同）； 设置自报周期：“B: BB”，B:不变，BB2位闪动，单位为分钟，默认

19、与存储周期相同。设置值可选择0，0.5，1，2，3，4，5，6，10，12，15，20，30，60，120，180,240,360分；当与存储周期相同时，报存储数据；设置为0，不报；设置非0并与存储周期不同时，所报数据为当前测量值；存储优先；默认为0； 设置自报开关（自报周期为非0时，这里的设置才起作用），B0为关闭自报功能，B1为按时间自报，B2为按变幅自报，按数据超过时则报（自报周期，要有个程序单独记录上一次自报时的采样值，以和当前的采样值相比较，开机初次可能报一次）；。五、串口操作说明串口参数：BBBBB，n ，8，1；其中BBBBB为通讯波特率，设备可对应三种波特率，分别为9600(参

20、数2),4800(参数1),2400(参数0)。计算机通过串口对设备计操作的基本命令格式：$XXXXZYYYY*AB，其中，$为命令引导符；XXXX为设备编号；Z为命令；YYYY为参数, *为校验位引导字符，AB为校验字符，校验方式为字符ASCII值和校验（字符指$以后，*以前所有字符，不包含$，*）1. 存储数据操作（1）命令$XXXXC，清除存储的数据； （2）命令$XXXXA，从计算机串口读取存储的全部数据（速度快）；（3）命令$XXXXB，通过无线电台读取存储的全部数据(1秒1条记录)；（4）命令$XXXXD，读取当前的记录数据；$XXXXYYYYMMDDHHMMSSndddddndd

21、dddndddddnddddd（5）命令$XXXXE，停止读数；（6）命令$XXXXF，停止自动上传（按存储取样周期读取记录数据） 默认不打开上传（7）命令$XXXXG，打开自动上传（按存储取样周期读取记录数据）, 返回$XXXXYYYYMMDDHHMMSSndddddndddddndddddnddddd,各项意义同前； （8） 命令$XXXXIYYYYY,从串口读取自当前向后的YYYYY条数据纪录，数据为1-32767；（9）命令$XXXXJ，读取水位计中电池的电压,返回$XXXXJ电压值； （10）命令$XXXXL，回应$XXXXLGGGGG为仪器记录数。（11）命令$XXXXN，停止由键

22、盘A1设置本次报警，是停止存储周期的上下限以及变率所引发的、本次报警引发的报警动作，如响铃等，而不是停止所有的报警设置；（12）命令$XXXXn,打开报警；(小写的n)，不需要，这个用键盘设置（13）读水位计编号=$AAAAR（广播读取不能写）；改水位计编号$XXXXRYYYY（14）命令$XXXXMYYYYMMDDHHMMYYYYMMDDHHMM，快速(适用于直连)读取水位计中两个时间间隔中的全部数据；YYYYMMDDHHMM对应年月日时分；（15）命令$XXXXWYYYYMMDDHHMMYYYYMMDDHHMM，慢速(适用于电台)读取水位计中两个时间间隔中的全部数据；YYYYMMDDHHM

23、M对应年月日时分；(小写的M)（16）$XXXXK0 AA A0 BB B0 T P I(AA存储周期，A0存储周期的报警开关，BB自报周期，B0自报开关，T波特率，P显示状态，I小数位)，写全则设置并返回新值，不全或不合法，返回现值。（17）$XXXXK1 nCCC1nCCC2nCCC3nCCC4(4路偏移值)，n为正负号，写全则设置并返回新值，不全或不合法，返回现值。（18）$XXXXK2 AAAABBBBCCCCDDDDEEEEFFFFGGGGHHHH* (1-4路的报警上下限，与存储周期对应)，写全则设置并返回新值，不全或不合法，返回现值。（19）$XXXXK3 IIIIJJJJKKK

24、KMMMM* (设置1-4路变率，与存储周期对应），写全则设置并返回新值，不全或不合法，返回现值。（20）$XXXXK4 IIIIJJJJKKKKMMMM* (设置1-4路变幅，与自报周期对应），写全则设置并返回新值，不全或不合法，返回现值。（21）$XXXXK5 AAAABBBBCCCCDDDDEEEEFFFFGGGGHHHH* (1-4路的AD零和AD满度值)，写全则设置并返回新值，不全或不合法，返回现值。（22）$XXXXK6 AAAABBBBCCCCDDDD* (1-4路的量程)，写全则设置并返回新值，不全或不合法，返回现值。2. 时间参数设置（1）读时间和采样间隔$XXXXH，带参数

25、就写，不带参数就读，设置成功后，不返回OK字符，而是执行一次读命令将设置的值显示出来。（2）命令$XXXXHYYYYMMDDHHMMSSJJ设置某台水位计参数，倾斜字符标记出的参数依次为：YYYY年，MM月，DD日，HH时，MM分，SS秒，JJ存储取样周期，为0-12，对应0-6，10,12,15,20，30，60； （3）命令$AAAAHYYYYMMDDHHMMSSJJ设置全部水位计参数，参数意义同上。通过此命令可以对全部仪器进行时间校准和存储间隔设置。3. 数据输出格式$XXXXYYYYMMDDHHMMSSndddddndddddndddddndddddJ123*ABXXXX 水位计的编号；YYYY年，MM月，DD日，HH时，MM分，SS秒，J123电压值N为正负号；ddddd为实测数据，依次为水位、流速、温度,最后一组预留，若未连接传感器则相应位置为ERROR1, ERROR2, ERROR3, ERROR4。4. 超限报警超出范围需要自动回传信号报警。返回$XXXXWYYYYMMDDHHMMSSndddddndddddndddddnddddd,各项意义同前。