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都卜勒超聲波明渠流量計
使用維護手冊
京制***號－01
北京金水中科科技****
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目錄一、產品原理
二、技術指標
三、使用條件
四、儀器結構及構件名稱
五、現場安裝方式
1．探頭的安裝
2．通訊電纜的安裝
3．上位機的安裝
六、使用說明
1． 使用流程
2． 上位機使用說明
3． 監控軟體
七、日常維護
1．探頭
2．電池維護
3．上位機維護
八、注意事項
九、可選配件
十、裝箱單
附錄1： 《上位機使用說明書》
一、產品原理
產品有三個功能：測平均流速、測水深、測水溫。
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，需要置於水底一定時間後才能反映實際水溫。測水溫的目的是校正超聲波在水中的速度，並修正壓力感測器所測得的水位值。
水深測量使用進口高精度壓力感測器，置於儀器底部，其探頭感應部位與水直接接觸。
流速的測量是通過超聲波探頭（換能器）發射與接受超生波訊號並做相應的計算處理而獲得的：
通過測得的平均流速及水位及斷面尺寸，可求得斷面流量。
二、技術指標
·流速：
·量程： 21mm/s到5000mm/s
·準確度：測量流速的±2%
·解析度：1mm/s
·溫度：
·量程： 0℃到60℃
·解析度：0.2℃
·水位：
·量程： 0.1到5m
·解析度：1 mm
·準確度：測量水位的±1%
·電源：
內部電池6v dc ，外接6vdc～28v dc
·介面：
標準rs232、rs485
·資料儲存容量：
每10分鐘採集一條記錄，可以儲存超過6個月的資料，而且這些資料即便在掉電的情況下，也可以長期不丟失。
·執行溫度：
0℃到60℃水溫
·外殼材料：
pc塑料
·尺寸：
（250×105×35）mm（探頭）
（185×140×65）mm（上位機）
10m（通訊電纜標準長度，可加長到100 m）
三、使用條件
1） 水質要求：
含有一定微小雜質或氣泡的水體，水中漂浮物不易過多
當水中漂浮物過多而又使用本儀器時，雜草或塑膠袋等有可能覆蓋探頭而使之工作失效，這時需在儀器工作不正常時及時清除探頭上的覆蓋物。條件允許時可在上游設定攔汙柵，但攔汙柵距儀器距離不小於5倍水力半徑，以免水草等淤積於攔汙柵前會造成流態不穩，這時攔汙柵前的雜物需定期清除。（當水草等雜物過多而干擾儀器時，需對測量結果進行處理，將其中的干擾資料去掉，具體可由軟體或人工來實現；如果干擾嚴重的話干擾資料的處理需要有經驗的專業人員來進行。
）當水質達到二級飲用水時，選擇有氣泡處（如跌水或閘門下游一定距離處）進行測量。當有氣泡處的流態不穩定不符合測流流態要求且不能採取有效的輔助穩流措施（如設定整流柵或穩流蓋板）時，這時只能選擇流態平穩段進行測量並採用如下特殊手段：
a．當為灌溉用水時在測量處上游渠底放置一定量的土塊：流速較低時可保持相當長的時間；當流速變大時會將土塊沖刷乾淨，但此時水體中會產生氣泡並可滿足測量要求。因此當流速加大又變小後，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定跌水裝置以產生氣泡（如擋水格柵，此時會產生一定的水頭損失，並在流速加大時有可能在下游一定距離內產生亂流。）。
2） 測流斷面的選擇（流態要求）：
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均勻穩定。
如果安裝位置流態較差或順直段較短，一種辦法是在上游設定整流柵（或穩流蓋板）來穩定流態，此時應注意當水中雜草過多時會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及時清除或在上游增設攔汙柵；另一種辦法是率定乙個修正係數或在同一位置的左右岸各設定1臺儀器或將儀器安裝於渠道中間位置。以上兩種辦法均會影響到儀器的測量精度。
3） 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：
四、儀器組成及部件名稱
儀器結構圖
各部件名稱如下：
1探頭 2上位機 3通訊電纜 4輸出輸入資料線
5轉接線
1.探頭：
探頭前端的兩個圓形裝置為超聲波發射與接收裝置，不得用硬物劃傷或衝撞，在安裝使用時才將其保護罩去掉；底部網狀圓孔內建壓力感測器，不得用細長硬物去接觸，在安裝使用時才將其保護貼膜揭掉；兩翼的四個孔為安裝孔，用m6不鏽鋼螺絲與底座固定。
2.上位機：
1）上位機有三個介面：電源介面、感測器介面、通訊介面
電源介面：
四芯插口，針1為＋6伏，針2為地，與充電器（220v-6v）或dcdc（12v-6v）連線可以給內建電池充電；
感測器介面：
六芯插口，針1是感測器電源地，針4是資料a，針5是資料b，針6是感測器電源正，通過轉接線與超聲波探頭電纜線連線；
通訊介面：
八芯插口（必須使用專用的資料線），在資料線梯形介面處：針5是地，針2是232的收，針3是232的發，通過輸出輸入資料線與電腦或通訊儀連線，可將上位機中儲存的測量資料傳輸出去或接收上位機的命令或對其進行引數設定。
2）上位機的顯示屏可顯示當時的實測資料及內部的引數設定。
3）上位機的五個按鈕可使人工直接對其進行引數設定或下達採集命令。
3.通訊電纜
通訊電纜為帶遮蔽網的四芯電纜，並且有乙個通氣導管。其中紅黑線合併為電源正，遮蔽網線為電源負，其餘兩根為資料線（r485的a與b）。
4. 輸出輸入資料線
在讀取上位機中儲存的測量資料或設定上位機引數或向其傳送命令時，通過該資料線將上位機與電腦或通訊儀相連線，有r232或r485兩種選擇。在採用現場取數方式讀取上位機中的測量資料時，只是在取數時才用到該資料線，因此可以若干台上位機共用一根資料線；在採用無線通訊方式傳輸資料時，該資料線始終與上位機及通訊儀相連線。
5.轉接線
連線超聲波探頭與上位機的轉接線為四芯電線，分別為：黃色是電源正，蘭色為電源負，紅色是資料線a，黑色是資料線b（對應探頭所帶通訊電纜線中的電線為：紅黑線合併為電源正，遮蔽網線為電源負，其餘兩根黃色為r485資料線的a，綠色為r485資料線b。
注：另有一紅色通氣孔，請勿混淆）。
6.充電器(可選)
通過220v交流或太陽能蓄電池給上位機電池充電時用（有兩種型號可選：220v-6v或12v-6v）， 充電可**24小時連續充電，也可乙個月充電一次（充電14小時以上），具體採用何種方式視現場條件而定。
五、現場安裝方式
總體安裝圖如下圖
1．探頭的安裝
（1）安裝位置：
探頭應安裝於具有固定斷面的渠道順直段下游，順直段長度最好是渠道水力半徑的15-20倍（順直段越長測量精度越高），且這一距離範圍內不得有過流阻擋物（如水閘、堰等），以保證探頭前端水流流態的均勻穩定。
探頭應盡量安裝於靠近渠底，當渠底有雜質沉積及水草生長或滾動的卵石時，可抬高安裝位置以避開渠底沉積物與水草覆蓋探頭或卵石衝撞探頭；探頭距渠底的具體高度最好為50mm—150mm，具體視渠道的最低測流水位而定。當渠道水深較高且具有一定的最低水位時，為了安裝方便只要將探頭安裝於最低水位以下0.5倍處即可。
探頭在渠道橫斷面處的安裝位置一般如下（渠寬在20m以下）：對矩形斷面安裝於渠寬的0.15--0.
2倍處；對梯形斷面則安裝於坡腳處；對於寬度較大的渠道，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分布而定。
（2）安裝方法：
探頭安裝應完全水平於渠底（注意不是水平），同時保證與水流方向平行一致，探頭前端（沒有通訊電纜的一端）逆水流方向並與水流方向夾角為180度，並且探頭前端不得有阻擋物干擾水流流態，通訊電纜線最好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。
對於可完全斷水的渠道，可將固定探頭的支架（固定支架可在當地定做，與探頭連線部分最好用不鏽鋼板及螺栓）直接固定於渠底；對於不能完全斷水且上游關閘後仍有較高水位不便水下作業的渠道，可將支架固定於渠臂上。固定於渠臂上的支架有兩種方式：簡易支架與組合支架。
簡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，豎立管通過鋼片橫翼固定於渠臂上；組合支架由底座與可拆卸部分組成，探頭安裝於可拆卸部分上，底座一次性固定安裝於測流斷面處（通過上游臨時關閘降低水位後，用膨脹螺栓固定於混凝土邊坡上），可拆卸部分通過水面上的螺栓與底座相連線固定，這樣便於今後對探頭的檢修與更換。
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