多普勒明渠超聲波流量計的使用說(shuō)明書(shū)

一、儀表概述： 
多普勒明渠超聲波流量計的探頭前端的兩個(gè)圓形裝置為超聲波發(fā)射與接收裝置，不得用硬物劃傷或沖撞，在安裝使用時(shí)才將其保護罩去掉；底部網(wǎng)狀圓孔內置壓力傳感器，不得用細長(cháng)硬物去接觸，在安裝使用時(shí)才將其保護貼膜揭掉；兩翼的四個(gè)孔為安裝孔，用M6不銹鋼螺絲與底座固定。開(kāi)放式渠道流量檢測，包括三角堰、矩形堰，巴歇爾槽，梯形堰等各種非滿(mǎn)管渠道流量檢測，在污水，自來(lái)水，農業(yè)灌溉等領(lǐng)域廣泛的運用。
二、測量原理： 
多普勒明渠超聲波流量計產(chǎn)品有三個(gè)功能：測平均流速、測水深、測水溫。 
1、水溫測量：其中水溫測量使用溫度探頭，溫度探頭不與水接觸，緊貼儀器外包裝材料頂部，需要置于水底一定時(shí)間后才能反映實(shí)際水溫。測水溫的目的是校正超聲波在水中的速度，并修正壓力傳感器所測得的水位值。 
2、水深測量（過(guò)水斷面面積）：水深測量使用進(jìn)口高精度壓力傳感器，置于儀器底部，其探頭感應部位與水直接接觸；水深測得后，通過(guò)渠道段斷面形狀可求得過(guò)水斷面面積。 
3、平均流速測量：流速的測量是通過(guò)超聲波探頭（換能器）發(fā)射與接受超生波信號并做相應的計算處理而獲得的：換能器1發(fā)射頻率為f1的超聲波信號，以一定角度由水下向水面發(fā)射，在碰到水中的懸浮顆?；驓馀莺?，頻率發(fā)生偏移，并以f2的頻率反射到換能器 
4、這就是多譜勒將就，f2與f1之差即為多譜勒頻差fd。設流體流速為v，超聲波聲速為c，多譜勒頻移fd正比于流體流速v。水中會(huì )有大量的雜質(zhì)顆粒與氣泡，每一個(gè)反射粒子對應一個(gè)多譜勒頻移fd，通過(guò)換算可求得其流速，這些大量粒子的平均流速也即流體的平均流速。 
通過(guò)測得的平均流速及水位及斷面尺寸，可求得斷面流量。 
三、產(chǎn)品優(yōu)勢： 
多普勒明渠超聲波流量計與國外同類(lèi)產(chǎn)品比較，在性能相同的前提下，除價(jià)格優(yōu)勢外，還有以下優(yōu)點(diǎn)：配套終端機（具有標準輸出接口），中文使用界面，微功耗，現地存儲容量大。 是代替現有的廣泛使用的水位式流量計及超聲波流量計的理想產(chǎn)品。 
多普勒超聲波明渠流量計與水位法流量計相比： 
1、無(wú)水頭損失、不需建設槽或堰 
不需率定水位流量關(guān)系曲線(xiàn)，對水位法無(wú)法測量的緩流渠道特別適用；不需工程建設，無(wú)工程費用，安裝迅速簡(jiǎn)便且不需斷流。 2、安裝簡(jiǎn)單、不需水位井等輔助工程設施 
儀器探頭部分直接安裝于固定于渠道壁上的可拆卸簡(jiǎn)易支架底部，并通過(guò)通信電纜與置于管理房（或微型工作間）的控制終端（具有控制、顯示、存儲功能）連接。 
3、功耗低、無(wú)需外接電源可連續野外工作 
控制終端自帶小型蓄電池可連續工作2個(gè)月，充電或置換備用電池后可連續工作，也可外接大蓄電池或民用電。 
4、現地顯示、存儲，存儲容量可達半年 
現場(chǎng)自動(dòng)顯示zui后一次所測數據，也可通過(guò)終端機上的顯示控制按鈕進(jìn)行查詢(xún)歷史數據；10分鐘測量一次可存儲半年數據。 
5、同時(shí)測量流量、水位、流速、水溫 
水位精度可達1%、流速精度可達2% 
6、標準輸出接口 
可直接使用GPRS、GSM通信?？爝M(jìn)行數據遠程傳輸，可通過(guò)遠程通信設備進(jìn)行測量數據的定時(shí)傳輸及招測等，也可進(jìn)行遠程參數設置（如測量時(shí)間間隔、定時(shí)傳輸時(shí)間間隔 
多普勒明渠超聲波流量計與超聲波時(shí)差法流量計相比： 
1、測量精度不受水位變化影響、不需要多組探頭 
超聲波時(shí)差法流量計在渠道水位變化較大時(shí)需在不同的高程間隔設置多組探頭，測量誤差隨水位變化而變化，其標定測量精度一般是指某一理想水位狀態(tài)下的精度，當水位變化時(shí)實(shí)際測量誤差將變大； 
2、功耗低，自帶電池（可充電）可工作二個(gè)月 
超聲波時(shí)差法流量計一般需交流供電； 
3、可作為便攜式流量計使用 
測量時(shí)只需將探頭水平逆水流放入渠底部即可； 
4、安裝簡(jiǎn)單 
不需兩岸對方向，固定到位置即可； 
5、價(jià)格優(yōu)勢明顯 
是現有超聲波時(shí)差法流量計價(jià)格的1/6。 
可作為便攜式流量計使用。
測量時(shí)只需將探頭水平逆水流放入渠底部即可；
6、安裝簡(jiǎn)單
不需兩岸對方向，固定到位置即可；
7、價(jià)格優(yōu)勢明顯
是現有超聲波時(shí)差法流量計價(jià)格的1/6～1/3。
四、使用條件：
水質(zhì)要求：
含有一定微小雜質(zhì)或氣泡的水體，水中漂浮物不易過(guò)多。
1、當水中漂浮物過(guò)多而又使用本儀器時(shí)，雜草或塑料袋等有可能覆蓋探頭而使之工作失效，這時(shí)需在儀器工作不正常時(shí)及時(shí)清除探頭上的覆蓋物。條件允許時(shí)可在上游設置攔污柵，但攔污柵距儀器距離不小于5倍水力半徑，以免水草等淤積于攔污柵前會(huì )造成流態(tài)不穩，這時(shí)攔污柵前的雜物需定期清除。(當水草等雜物過(guò)多而干擾儀器時(shí)，需對測量結果進(jìn)行處理，將其中的干擾數據去掉，具體可由軟件或人工來(lái)實(shí)現；如果干擾嚴重的話(huà)干擾數據的處理需要有經(jīng)驗的專(zhuān)業(yè)人員來(lái)進(jìn)行)。
2、當水質(zhì)達到二級飲用水時(shí)，選擇有氣泡處(如跌水或閘門(mén)下游一定距離處)進(jìn)行測量。當有氣泡處的流態(tài)不穩定不符合測流流態(tài)要求且不能采取有效的輔助穩流措施（如設置整流柵或穩流蓋板）時(shí)，這時(shí)只能選擇流態(tài)平穩段進(jìn)行測量并采用如下特殊手段：
a:當為灌溉用水時(shí)在測量處上游渠底放置一定量的土塊：流速較低時(shí)可保持相當長(cháng)的時(shí)間；當流速變大時(shí)會(huì )將土塊沖刷干凈，但此時(shí)水體中會(huì )產(chǎn)生氣泡并可滿(mǎn)足測量要求。因此當流速加大又變小后，需重新在上游渠底放置一定量的土塊。
b:在測量處上游一定位置設置跌水裝置以產(chǎn)生氣泡(如擋水格柵，此時(shí)會(huì )產(chǎn)生一定的水頭損失，并在流速加大時(shí)有可能在下游一定距離內產(chǎn)生亂流)。
測流斷面的選擇(流態(tài)要求)：
測流斷面上游要求有10倍水力半徑的順直段，下游有5倍水力半徑的順直段，且斷面形狀規則穩定，以保證安裝位置的水流流態(tài)均勻穩定。如果安裝位置流態(tài)較差或順直段較短，一種辦法是在上游設置整流柵(或穩流蓋板)來(lái)穩定流態(tài)，此時(shí)應注意當水中雜草過(guò)多時(shí)會(huì )堵塞整流柵而起到相反的作用，解決的辦法是在雜草堵塞整流柵時(shí)及時(shí)清除或在上游增設攔污柵；另一種辦法是率定一個(gè)修正系數或在同一位置的左右岸各設置1臺儀器或將儀器安裝于渠道中間位置。以上兩種辦法均會(huì )影響到儀器的測量精度。
含沙渠道的應用
儀器分為A、B、C三種型號，以適應不同含沙量的水質(zhì)：
含沙量選用型號6～25kg/m3 A型3～6 kg/m3 B型0～3 kg/m3 C型
五、總體安裝指導:

上圖為安裝效果模擬圖
六、探頭的安裝：
1、安裝位置：
探頭應安裝于具有固定斷面的渠道順直段下游，順直段長(cháng)度是渠道水力半徑的5—10倍（順直段越長(cháng)測量精度越高），且這一距離范圍內不得有過(guò)流阻擋物（如水閘、堰等），以保證探頭前端水流流態(tài)的均勻穩定。

探頭應盡量安裝于靠近渠底，當渠底有雜質(zhì)沉積及水草生長(cháng)或滾動(dòng)的卵石時(shí)，可抬高安裝位置以避開(kāi)渠底沉積物與水草覆蓋探頭或卵石沖撞探頭；探頭距渠底的具體高度為100mm—250mm，具體視渠道的zui低測流水位而定。當渠道水深較高且具有一定的zui低水位時(shí)，為了安裝方便只要將探頭安裝于zui低水位以下0.5倍處即可。

探頭在矩形斷面渠道的安裝位置
探頭在渠道橫斷面處的安裝位置一般如下（渠寬在20m以下）：對矩形斷面安裝于渠寬的0.15--0.2倍處；對梯形斷面則安裝于坡腳處；對于寬度較大的渠道，需安裝2臺或2臺以上的探頭，具體位置要視渠道寬度及橫斷面上的流態(tài)分布而定。


探頭在梯形斷面渠道的安裝位置
2、安裝方法：
探頭安裝應*水平于渠底（注意不是水平），同時(shí)保證與水流方向平行一致，探頭前端（沒(méi)有通信電纜的一端）逆水流方向并與水流方向夾角為180度，并且探頭前端不得有阻擋物干擾水流流態(tài)，通信電纜線(xiàn)從探頭的下游沿渠底及渠道邊坡引出水面或從安裝支架的鋼管內引出水面。

探頭應*平行于水流方向
對于可*斷水的渠道，可將固定探頭的支架（固定支架可在當地定做，與探頭連接部分用不銹鋼板及螺栓）直接固定于渠底；對于不能*斷水且上游關(guān)閘后仍有較高水位不便水下作業(yè)的渠道，可將支架固定于渠臂上。固定于渠臂上的支架有兩種方式：簡(jiǎn)易支架與組合支架。簡(jiǎn)易支架主要為一根彎曲的鋼管或度鋅管，底部焊接一水平鋼板以固定探頭，豎立管通過(guò)鋼片橫翼固定于渠臂上；組合支架由底座與可拆卸部分組成，探頭安裝于可拆卸部分上，底座一次性固定安裝于測流斷面處（通過(guò)上游臨時(shí)關(guān)閘降低水位后，用膨脹螺栓固定于混凝土邊坡上），可拆卸部分通過(guò)水面上的螺栓與底座相連接固定，這樣便于今后對探頭的檢修與更換。


將探頭直接固定安裝于渠底

簡(jiǎn)易支架現場(chǎng)效果圖


七、組合支架原理圖:
1、通信電纜的安裝：
通信電纜應沿著(zhù)渠底及渠壁由探頭下游方向引出水面，套PVC管進(jìn)行保護并沿程固定；當用臂式支架固定探頭時(shí)，通信電纜線(xiàn)可沿支架的空心鋼管引出水面。
探頭所自帶的一段通信電纜線(xiàn)內有通氣導管，因此注意不得將其彎折。當通信電纜線(xiàn)引出水面后，可接普通的電纜線(xiàn)，此時(shí)應使通氣導管開(kāi)口方向朝下，并用透氣膠布進(jìn)行保護，防止水及異物進(jìn)入通氣管。
通信電纜線(xiàn)固定安裝好后，需與終端機通過(guò)“轉接線(xiàn)"相連接，“轉接線(xiàn)"的四芯電線(xiàn)分別為：黃色是電源正，蘭色為電源負，紅色是數據線(xiàn)A，黑色是數據線(xiàn)B（對應通信電纜線(xiàn)中的電線(xiàn)為：紅黑線(xiàn)合并為電源正，網(wǎng)線(xiàn)為電源負，其余兩根為R485數據線(xiàn)的A與B。）。
2、終端機的安裝：
終端機應豎立固定于管理房或微型工作間內，注意防水防潮。終端機與探頭所帶通信電纜通過(guò)“轉接線(xiàn)"連接；終端機與通訊儀或電腦連接時(shí)，需要使用“輸出輸入數據線(xiàn)"。“輸出輸入數據線(xiàn)"有R232與R485兩種模式，當使用沒(méi)有串口的筆記本電腦去現場(chǎng)取數時(shí)，需自配R232轉USB的轉接頭
八、使用說(shuō)明：
1、使用流程
安裝位置選擇→探頭安裝方式確定→電纜線(xiàn)走線(xiàn)路及固定方式→做安裝支架→安裝探頭及電纜線(xiàn)→固定終端機→連接轉接線(xiàn)與通信電纜線(xiàn)→通過(guò)輸出輸入數據線(xiàn)連接終端機與數據協(xié)議（使用無(wú)線(xiàn)通訊方式)→連接無(wú)線(xiàn)通訊儀電源→連接終端機充電電源（如果在線(xiàn)充電）→按終端機采集按鈕，檢查探頭工作情況→設計終端機工作模式→檢查通訊協(xié)議工作狀況→安裝無(wú)線(xiàn)監控軟件（無(wú)線(xiàn)通訊方式）或筆記本取數軟件及統計查詢(xún)軟件
2、監控軟件
見(jiàn)隨箱光盤(pán)
監控軟件有兩種：現場(chǎng)監控軟件與無(wú)線(xiàn)監控軟件，現場(chǎng)監控軟件安裝于筆記本上，通過(guò)筆記本與流量計終端機的標準R232或R485輸出輸入接口直連來(lái)進(jìn)行測量歷史數據的讀取及終端機工作參數的設定；無(wú)線(xiàn)監控軟件安裝于上位管理機上，通過(guò)無(wú)線(xiàn)通訊設備來(lái)進(jìn)行實(shí)時(shí)測量數據的讀取及終端機工作參數的設定。
九、監控軟件主要具有如下功能：
1、測點(diǎn)管理：增加或刪改測點(diǎn)；
2、對各測點(diǎn)終端機參數進(jìn)行設置；
3、讀取并存儲各測點(diǎn)測量數據；
4、對測量數據進(jìn)行查詢(xún)統計分析；
5、以電子地圖方式顯示測點(diǎn)位置并可在圖上直接點(diǎn)擊查詢(xún)各測點(diǎn)實(shí)時(shí)測量值（無(wú)線(xiàn)方式）。
十、日常維護：
探頭維護，探頭前端的兩個(gè)圓形超聲波收發(fā)裝置應避免硬物撞擊或劃傷，在不用時(shí)應使用軟套保護，當其上面附著(zhù)異物時(shí)應用清水沖洗或軟布輕察；底部的壓力傳感器位于網(wǎng)狀透水孔內，其壓力膜非常嬌氣，不得用硬物去接觸，在儀器脫離水面不用時(shí)也應加以保護，在透水孔周?chē)街?zhù)異物時(shí)應小心除去。
電池維護:
電池在無(wú)電源供電時(shí)應至少1個(gè)半月充放電一次。
終端機維護：
終端機應置于干燥處，在現場(chǎng)條件較潮濕時(shí)應注意防潮，可用塑料薄膜封裝。 
十一、注意事項： 
1、通信電纜線(xiàn)由于里面含有通氣管，所以不能彎折過(guò)度，防止其折斷； 
2、通信電纜線(xiàn)里面的通氣管與探頭里面的電路板相通，不能進(jìn)水，安裝時(shí)應使通氣管末端開(kāi)口朝下，防止潮氣結水后沿管壁流入探頭電路處； 
3、通信電纜線(xiàn)由探頭引出水面時(shí)應盡量外套PVC管保護并沿途固定或沿支架的管內走線(xiàn)，使其避免直接受水力沖擊而產(chǎn)生拉力，特別是水草較多的渠道當電纜線(xiàn)上掛草時(shí)會(huì )產(chǎn)生很大的拉力并有可能將電纜線(xiàn)拉斷； 
4、探頭前面的圓形超生波收發(fā)裝置不能受到?jīng)_擊及劃傷； 
5、探頭安裝好后要將其前面的超聲波收發(fā)裝置保護罩去掉，并將底部網(wǎng)狀圓孔處的保護貼膜揭掉； 
f終端機與探頭的接線(xiàn)必須正確連接，否則會(huì )導致儀器損壞； 
6、儀器探頭應避免在太陽(yáng)下長(cháng)時(shí)間暴曬，以免溫度太高而引起故障（探頭的溫度不得超過(guò)70℃）。