多普勒超声波明渠流量计

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，并修正压力传感器所测得的水位值。

水深测量使用进口高精度压力传感器，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±2%
          ·分辨率：1mm/s

·温度：

·量程：  0℃到60℃
           ·分辨率：0.2℃
    ·水位：
        ·量程：  0.1到5m

·分辨率：1 mm

·准确度：测量水位的±1%

 ·电源：

内部电池6V DC ，外接6VDC～28V DC

·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6个月的数据，而且这些数据即便在掉电的情况下，也可以长期不丢失

·运行温度：

0℃到60℃水温

  ·外壳材料：

pc塑料
        ·尺寸：

（230×83×30）mm（探头）

（150×120×50）mm（终端机）

10m（通信电缆标准长度，可加长到100 m）

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。         

           ①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5倍水力半径，以免水草等淤积于拦污栅前会造成流态不稳，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。）

           ②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，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。）。

1. 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。

    3） 含沙渠道的应用

         仪器分为A、B、C三种型号，以适应不同含沙量的水质：

四、仪器组成及部件名称

                              仪器结构图

       各部件名称如下：

1探头    2终端机   3通信电缆   4输出输入数据线 

5转接线  6充电器   

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M6不锈钢螺丝与底座固定。

2.终端机：

1）终端机有三个接口：电源接口、传感器接口、通讯接口

电源接口：

四芯插口，针1为＋6伏，针2为地，与充电器（220V-6V）或DCDC（12V-6V）连接可以给内置电池充电；

传感器接口：

六芯插口，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，通过转接线与超声波探头电缆线连接；

通讯接口：注：

八芯插口（必须使用我们配备的数据线），在数据线梯形接口处：针5是地，针2是232的收，针3是232的发，通过输出输入数据线与电脑或通讯仪连接，可将终端机中存储的测量数据传输出去或接收上位机的命令或对其进行参数设置。

2）终端机的显示屏可显示当时的实测数据及内部的参数设置。

3）终端机的五个按钮可使人工直接对终端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。其中红黑线合并为电源正，屏蔽网线为电源负，其余两根为数据线（R485的A与B）。               

4. 输出输入数据线 

  在读取终端机中存储的测量数据或设置终端机参数或向其发送命令时，通过该数据线将终端机与电脑或通讯仪相连接，有R232或R485两种选择。在采用现场取数方式读取终端机中的测量数据时，只是在取数时才用到该数据线，因此可以若干台终端机共用一根数据线；在采用无线通讯方式传输数据时，该数据线始终与终端机与通讯仪相连接。

5.转接线 

连接超声波探头与终端机时，转接线为四芯电线，分别为：黄色是电源正，兰色为电源负，红色是数据线A，黑色是数据线B（对应探头所带通信电缆线中的电线为：红黑线合并为电源正，屏蔽网线为电源负，其余两根黄色为R485数据线的A，绿色为R485数据线B。注：另有一红色通气孔，请勿混淆）。

6.充电器

通过220V交流或太阳能蓄电池给终端机电池充电时用（有两种型号可选：220V-6V或12V-6V）， 充电可在线24小时连续充电，也可一个月充电一次（充电14小时以上），具体采用何种方式视现场条件而定。

 五、现场安装方式

       总体安装图如下图  

1．探头的安装

      （1）安装位置：

探头应安装于具有固定断面的渠道顺直段下游，顺直段长度是渠道水力半径的5—10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为100mm—250mm，具体视渠道的测流水位而定。当渠道水深较高且具有一定的水位时，为了安装方便只要将探头安装于水位以下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*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（没有通信电缆的一端）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，通信电缆线从探头的下游沿渠底及渠道边坡引出水面或从安装支架的钢管内引出水面。