超声波明渠流量计使用说明书

超声波明渠流量计使用说明书１目录一、用途‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥2二、工作原理‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥2三、技术指标‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥5四、仪表外形尺寸‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥5五、主要功能‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥6六、仪表面板说明‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥7七、仪表接线方法‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥8八、仪表参数设置方法‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥10九、打印说明‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥14十、RS232串口说明‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥16十一、量水堰槽‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥17十二、安装方法‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥22十三、维护及标定‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥26‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥28安装示例一‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥30安装示例二‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥‥31２一、用途与量水堰槽配合使用，测量明渠内水的流量。主要用于测量污水厂、企事液单位的污水排放口、城市下水道的流量（图一）。由于这种仪表采用超声波穿过空气，以非接触的方法测量。因此在粘污、腐蚀性液体情况下，比其它形式的仪表具有更高的可靠性。二、工作原理WL-1A仪表直接测量的物理量是液位。用于明渠测流量时，在明渠上安装量水堰槽。量水堰槽把明渠内流量的大小转成液位的高低。仪表测量量水堰槽内的水位，再按相应量水堰槽的水位-流量关系反算出流量。1、量水堰槽的测流量原理明渠内的流量越大，液位越高；流量越小，液位越低（参见图二）。一般的渠道，液位与流量没有确定的对应关系。因为同样的水深，流量的大小，还与渠道的横截面积、坡度、粗糙度有关。在渠道内安装量水堰槽，由于堰的缺口或槽的缩口比渠道的横截面积小，因此，渠道上游水位与流量的对应关系主要取决于堰槽的几何尺寸。同样的量水堰槽放在不同的渠道上，相同的液位对应相同的流量。量水堰槽把流量转成了液位。井盖WL-1A接电源探头量水槽污水井探头引线水流污水管图一、WL-1A超声波明渠流量计的用途流量较小时,水位较低流量较大时,水位较高水位水位直角三角堰直角三角堰水流方向水流方向图二、量水堰槽把流量转成液位３常用的量水堰槽有，直角三角堰、矩形堰和巴歇尔槽（图三）。使用WL-1A超声波明渠流量计，安装时必须知道配用量水堰槽的水位-流量对应关系。量水堰槽的水位-流量关系可以从国家计量检定规程《明渠堰槽流量计》JJG711-90中查到。本说明书摘抄了一部分（第十一章、量水堰槽）。巴歇尔槽知道了喉道宽度b，就可以用相应的公式算出水位-流量对应关系。直角三角堰和矩形堰也有相应的公式。但是还与按装的渠道尺寸有关。确定水位-流量关系时，三角堰与渠道宽B、开口角度、上游堰坎高度p有关；矩形堰与渠道宽B、开口宽b、上游堰坎高度p有关。如果对计算量水堰槽水位-流量不熟悉，可将使用的量水堰槽参数通知仪表生产厂。生产厂帮助计算。应注意同时提供上述与确定水位-流量关系有关的参数。2、超声波测液位原理（参见图四）本仪表采用超声波回声测距法测液位。探头固定安装在量水堰槽水位观测点上方。探头对准水面。探头向水面发射超声仪表探头DE1HLt1t2探头发射声波校正棒反射声波液面反射声波水位=0图四、超声波测液位的原理三角堰矩形堰巴歇尔槽bbBpBp角度图三、常用的量水堰槽４波。超声波经过t1时间，走过E1距离，碰到校正棒。一部分超声波能量被校正棒反射，并被探头接收（仪表在显示器上“校波”的指示位置出现“”提示符）。仪表记下这段时间的长度t1。超声波的另一部分能量绕过校正棒，经过t2的时间到达水面。这部分能量被水面反射后，被探头接收（仪表在显示器上“回波”的指示位置出现“”提示符）。仪表记下这段时间的长度t2。校正棒的长度E1是固定长度。仪表根据t1与t2的比例，再乘以E1，求出水面到探头的距离D，D=E1*t2/t1。安装仪表时，通过按键已向仪表的存储器内设置了探头（法兰盘位置）到“水位=0”的距离“L”。仪表从内存读取参数“L”，用L减去D，求出液位H。3、仪表的工作原理（图五）仪表控制探头发射和接收超声波。按图五的过程转为液位（单位：米）。通过查水位-流量表，把液位转成流量（单位：升/秒）。水位-流量表是存储在仪表里的一组数据。首次按装仪表时，通过按键向仪表的存储器中输入。本仪表的水位-流量表是按相等的液位间隔存储的。例如使用三角堰时，液位的间隔设为为“0.01m”。仪表的存储器中存有：液位=“0.00m”时对应的流量=“0.0000L/S”；液位=“0.01m”时对应的流量=“0.0136L/S”；液位=“0.02m”时对应的流量=“0.0772L/S”；液位=“0.03m”时对应的流量=“0.2127L/S”•••。仪表允许设置最多150个点的液位及对应的流量数据。一般设置30个点便能满足应用要求。仪表把瞬时流量按时间累加，得出累计流量。累计流量共8位数字。当累计满8位时，自动回零，重新累计。仪表显示累计流量的低6位数，按“C2”可以显示全8位数。仪表的输出有，4～20mA电流模拟量；继电器的开关量；RS-232的数字信号；外接打印机用的接口。图五、仪表的工作原理仪表探头电源发射、接收超声波液位水位-流量表流量显示、存储累计4-20mARS-232打印机继电器三角堰水流５三、技术指标1.流量量程：10升/秒～10米３/秒(由配用量水堰槽的规格决定)2.流量不确定度：5%3.超声波最大测距：2米4.探头盲区：0.4米(从探头的法兰盘起，0.4米内不能用于测量)5.测距误差：＜0.4%或±3毫米（在1米量程内）6.水位分辨力：1毫米7.工作环境温度：-20℃～+70℃8.仪器防护：探头为可浸水式；仪器为防尘式9.交流或直流供电：交流：220V50HZ4W直流：12V60mA(交流、直流同时存在，仪表使用交流，交流掉电时，自动接通直流)四、仪表外形尺寸1401001012190245698显示窗口生产厂标牌前门琐锣丝仪表挂钩仪表挂钩DB25孔打印机插座引线过孔DB9孔-RS232插座仪表前门折页仪表背面图六、仪表显示部分的外形尺寸６904530078102超声换能器校正棒安装探头用的法兰盘四个安装孔80102孔径=10mm均布在110mm圆上探头引线(RVVP4-0.3)25米外径6mm五、主要功能1.测量明渠流量。采用水位-流量查表法，可以同任何具有确定水位-流量关系的量水堰槽配用。2.4～20mA远传电流输出4～20mA电阻负载能力为500Ω。用于流量计时，4～20mA按流量输出；用于液位计时按液位输出。4mA对应液位或流量的零值；20mA对应值由按键设置（A参数）。3.两个单刀双掷继电器继电器触点容量为36V、1A。用于液位计时（E0=3.3333），两个继电器分别作上下限报警；用于明渠流量计时(E0=2.2222)，其中一个继电器用于累计流量比例输出，即每隔预先设定的累计流量（E6参数），闭合一次。每次闭合时间为32ms。4.存储功能仪表可以存储仪表显示的数据。存储的数据由打印机输出。未装“扩充板”的仪表，仅存256组数据。每组数据按参数设置的时间间隔存储。可以是流量，也可以是液位。安装“扩充板”的仪表仅存流量数据。按小时、日、月记录存储。“扩充板”存日记录（含小时记录）255个，对应255天的日和时记录。月记录63图七、探头的外形尺寸７个，对应63个月记录。5.可另外配接打印机输出存储的数据（北工大生产的μp-40TP打印机）6.RS232串口（三线：TXD，RXD，GND），用于连网，远程通讯。六、仪表面板说明(参见图八)1.电源开关：接通/断开交流220V电源。不控制直流12V供电。2.保险、0.1A熔断丝。仅为交流220V保险，不控制直流12V。4．仪表内框架固定锣钉5.功能按键提示：说明显示、打印方式的切换方法6.键盘：键盘上0、1、2、3、4、5、6、7、8、9为数字键。设置仪表参数时，A循环移位小数点；C交替正负号；B循环移动设置位；D从C6、C7状态退出；E、F存入设置的数据。7.指示符：指示符为“▲”共有11个。上显示器有4个。分别与面板上“瞬时流量”，“升/秒”，“液位”，“米”对应。下显示器有7个。分别与面板上“回波”,“校波”,“设置”,“运行”,“累计流量”,“米３”,“打印机”,“打印”对应。回波”“校波”分别指示探头是否收到回波或校正波。“运行”“设置”用0.1A保险开关交流电源0123456789ABCDEF1、交流电源开关2、0.1A容断丝4、仪表内框架固定钉（4个）5、功能按键说明6、按键键盘7、三角形指示符8、上下液晶显示屏图八、仪表面板８于指示仪表处于测量状态或设置参数状态。“打印机”指示打印机是否被接到仪8.上、下液晶显示器，显示内容与仪表键盘设置的状态有关。（下述“C0”等表示在仪表运行状态下，先按C键，抬起后，再按0键）CO：上下均显示“_____C1：流量计状态使用。上显示器为四位瞬时流量值。单位为升/秒。下显示器为六位累计流量值，单位为米3。C2：显示八位累计流量，下显示器显示六位。高两位出现在上显示器上。C3：液位计状态下使用。上显示器为四位液位高度，单位为米。下显示器显示液位报警情况。当水位超过上限值时，偏上部出现“-----”，当液位低于下限液位时，偏下部显示“-----”。当液位处于上下限之间时，显示器上没有显示。C4：显示仪器连续工作的时间，即不含掉电时间。由C4显示可计算出仪表停电的时间。C4所显示的内容由参数开关“2”清除为全“0”。上显示器显示四位数、为连续工作的天数。下显示显示为不足一天的部分。共六位数，每2位1组。从左向右，分别代表小时，分钟、秒。C5：显示日历时钟。上显示器六位数每两位一组，共三组，从左到右分别为年，月，日。下显示器六位数每两位一组，共三组，从左向右分别为小时、分钟、秒。日历时钟主要用于存储数据，可以在设置状态下校时。C6、C7：为仪表检修时显示内存使用，对使用仪器来说，无意义。如误按入C6或C7，请连续按D键，可以返回。或关掉电源，重新接电、再按C1等进入运行显示。七、仪表接线方法：-+4-20mA输出常闭常闭水位下限m3比例水位上限交流电输入机壳直流12V电池入机壳1234信号信号+5V地线探头引线220V图九、仪表接线端子９仪表共有18个接线端子，装在仪表内框架下部。各端子功能如图九。接线时要先逆时针方向拧松面板上的“仪表内框架固定钉”（图八），拉出仪表内框架，露出内框架下部的接线端子（图九）。拉出内框架时，注意不要拉断框架到仪表外壳上的连线。接线方法见图十。探头引线的两个信号线（黄色线和绿色线）可以交换位置。电源线三根，仪表出厂时电源线地线未接仪表。如需接地，可把电源线的地接在标有“机壳”的端子上。-+4-20mA输出常闭常闭水位下限m3比例水位上限交流电输入机壳直流12V电池入机壳1234信号信号+5V地线探头引线220V电源插头探头WL-1A探头电缆RVVP4-0.3电源线黑色线红色线绿色线黄色线屏蔽网线图十、接线方法１０八、仪表参数设置方法仪表安装后，必须根据应用需要，通过键盘设置参数拧松面板上的四个紧定螺钉，拉出框架。从框架后面看，最大的一块电路板上有一个四位拨码开关(参见图十一)。仪器运行时，四位开关应全在断开位置，即与“on”相反位置。进入仪器设置状态，把“4”号开关拨向“on”位置。注意：设置参数时不要随意误拨“2”和“3”号开关。“2”号开关拨向“on”位置时用于清时间(后面设置时间内进一步介绍)，“3”号开关拨向“on”位置用于清累计流量。R68R743.6VK11234ON设置清累计清时间无用接线端子设置参数，按键操作约定为，按键，抬键为一次输入。按下键扭，不抬起，仪器并不输入数据。仪表参数设置可以直观理解为填写一张数据表格。数据表格见下一页。设置数据表格时应参照液晶显示器的提示