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HOH-L-01 型 多普勒超声波明渠流量计 使 用 维 护 手 册 京制 01060132 号－01 北京金水中科科技有限公司 · 使用前请仔细阅读本使用维护手册 · 请妥善保存，以备参阅 0 合 格 证 Certificate of Quality 检验员： 北京金水中科科技有限公司 ———————————————————————— 地址：北京丰台区科学城星火路 10 号 A—D30 电话：（010）400-800-7951 邮箱：1941248666@qq.com 邮编：100070 1 目 录 一、产品原理 二、技术指标 三、使用条件 四、仪器结构及部件名称 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、使用说明 1． 使用流程 2． 上位机使用说明 3． 监控软件 七、日常维护 1．探头 2．电池维护 3．上位机维护 八、注意事项 九、可选配件 十、装箱单 附录 1： 《终端机使用说明书》 2 一、产品原理 产品有三个功能：测平均流速、测水深、测水温，并可显示断面流量。 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。 平均流速测量：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：换能器 1 发射频率为 f1 的超声波信号，以一定角度由水下向水 面发射，在碰到水中的悬浮颗粒或气泡后，频率发生偏移，并以 f2 的频率反射到换能器 2， 这就是多谱勒将就，f2 与 f1 之差即为多谱勒频差 fd。设流体流速为 v，超声波声速为 c， 多谱勒频移 fd 正比于流体流速 v。水中会有大量的杂质颗粒与气泡，每一个反射粒子对应 一个多谱勒频移 fd，通过换算可求得其流速，这些大量粒子的平均流速也即流体的平均流 速。 3 二、技术指标 ·流速： ·量程： 21mm/s～10000mm/s。 ·准确度：测量流速的±1%。 ·分辨率：1mm/s。 ·温度： ·量程： 0℃～60℃。 ·分辨率：0.2℃。 ·水位： ·量程： 0～10m。 ·分辨率：1 mm。 ·准确度：测量水位的±0.5%。 ·流量： ·准确度：测量流量的±2%。 ·电源： 12V DC 或 220V AC。 ·接口： 标准 RS232、RS485、4～20mA。 ·通讯协议： Modbus。 ·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℃～60℃水温。 ·外壳材料： PC 或 PVC 塑料。 ·外壳防护等级： IP67。 ·可靠性： MTBF≥25000h。 ·尺寸： （230×90×37）mm（探头）。 （257×179×70）mm（终端机）。 10m（通信电缆标准长度，可加长到 1000 m）。 4 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；干扰严重时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，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。）。 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： 含沙量 选用型号 6～25kg/m3 A型 3～6 kg/m3 B型 0～3 kg/m3 C型 5 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 上位机（终端机） 3 通信电缆 4 转接线 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。 6 2.终端机： 详见《终端机使用说明书》 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。其中红线为电源正，黑线为电源 负，黄、绿线分别为 R485 的 A 与 B。 4.转接线 连接超声波探头与上位机的转接线为四芯电线，分别为：红色是电源正，黑色为电源负， 黄色是数据线 A，绿色是数据线 B（对应探头所带通信电缆线中的电线为：红线为电源正， 黑线为电源负，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）。 7 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，顺直段长度最好是渠道水力半径 的 15-20 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。 8 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 50mm—150mm，具体视渠道的最低测流水位而定。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。 9 （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，通信电缆线最好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。 10 对于可完全断水的渠道，可将固定探头的支架（固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 11 梯形渠道支架安装现场图 2．通信电缆的安装 通信电缆应沿着渠底及渠壁由探头下游方向引出水面，最好套 PVC 管进行保 护并沿程固定；当用臂式支架固定探头时，通信电缆线可沿支架的空心钢管引 出水面。 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， 并适当抬高固定，用透气胶布进行保护，防止下雨积水及凝结水珠进入通气管。 通信电缆线固定安装好后，需与上位机通过“转接线”相连接，“转接线” 的四芯电线分别为：红色是电源正，黑色为电源负，黄色是数据线 A，绿色是 数据线 B。 3．终端机的安装 终端机应竖立固定于管理房或微型工作间内，注意防水防潮。终端机与探 头所带通信电缆通过“转接线”连接；终端机与通讯仪或电脑连接时，需要使 用“输出输入数据线”。“输出输入数据线”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。 12 六、使用说明 1． 使用流程 13 2． 上位机使用说明 详见《终端机使用说明书》 3．监控软件 监控软件有两种：现场监控软件与无线监控软件，现场监控软件安装于笔记本 上，通过笔记本与流量计终端机的标准 R232 或 R485 输出输入接口直连来进行测 量历史数据的读取及终端机工作参数的设定；无线监控软件安装于上位管理服务器 上，通过无线通讯设备来进行实时测量数据的读取及终端机工作参数的设定。 无线监控软件主要具有如下功能： ●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： 14 15 七、日常维护 1．探头维护 探头前端的两个圆形超声波收发装置应避免硬物撞击或划伤，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。 2．电池维护（若采取可充电电池供电模式） 电池在无电源供电时应至少 1 个半月充放电一次。 3．终端机维护 终端机应置于干燥处，在现场条件较潮湿时应注意防潮。 八、注意事项 ●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； ● 上位机与探头的接线必须正确连接，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℃。 ）。 16 九、可选配件 GPRS 通讯仪、GSM 通讯仪、太阳能供电系统。 十、装箱单 装 箱 单 名 称 数 量 备 注 1．上位机（终端机） 1台 终端机。 2．超声波探头及电缆线 1套 电缆线标准长度为 10 米。 3．转接线 1条 连接超声波探头所带电缆线与上位机时用。 4．输出输入数据线 在读取上位机中存储的测量数据或设置上位 机参数或向其发送命令时，通过该数据线将上 位机与电脑或通讯仪相连接， 有 R232 或 R485 两种选择。 1条 5．电源接线 1条 220V 交流电源线或 12V 直流电源线二选一。 6．不锈钢螺丝螺冒 4套 安装探头时用。 7．产品使用维护手册 2本 8．保修单 1张 17