測量原理

超聲波多普勒非滿管（渠道）流量計由發(fā)射/接收一體傳感器，超聲波液位計，信號處理和變送電子單元組成。采用了的IDSR（智能多譜勒信號特征識別）技術(shù)和創(chuàng)新的工程設(shè)計,使得它很好地滿足了工業(yè)和市政多種介質(zhì)流速的測量。

傳感器裝在管道（渠道）內(nèi)發(fā)射超聲波f1，以一定角度由水下向水面發(fā)射，在碰到水中的懸浮顆粒或氣泡后，頻率發(fā)生偏移，并以f2的頻率反射到換能器上。這就是多譜勒效應(yīng)，f2與f1之差即為多譜勒頻差fd。設(shè)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。水中會有大量的雜質(zhì)顆粒與氣泡，每一個反射粒子對應(yīng)一個多譜勒頻移fd，通過換算可求得其流速，這些大量粒子的平均流速也即流體的平均流速。的電路設(shè)計和軟件分析、分離干擾信號頻率，得到真實的回波。要求液體含有至少100ppm，粒度大于50微米的固體懸浮物。根據(jù)多譜勒原理計算出介質(zhì)的流速V。

用高精度DELTA-PHASE的兩線制的超聲波液位計測量管道（渠道）內(nèi)的液位高度H,根據(jù)已知的管道直徑或渠道寬度，變送器可計算出水流的截面積S，根據(jù)液位的高低可自動修正流速值V，從而得到準確的流量Q=V*S。

第二章：規(guī)格參數(shù)

2.1變送器規(guī)格參數(shù)

控制界面

菜單驅(qū)動式軟件，可以對測量范圍、繼電器，脈沖輸出和電流輸出進行設(shè)定；可顯示流速、液位高度，流量和累計流量值等。

電源參數(shù)要求

交流電壓：220VAC

消耗功率：15W

制造

外殼： 外層為聚酯PC的塑料外殼， 符合IP65標準；

重量： 2kg（4.4磅）；

連續(xù)操作溫度范圍： – 20℃～ 55℃

通用固定支架；

符合CE、UL和CSA標準要求。

用戶連接

1個4～ 20mA兩路電流信號隔離輸出，負載600歐姆。

1個報警信號繼電器（高、低點報警），交流220V，2A或者直流100V，0.5A，N.O.（常開）或者N.C.（常閉），可由用戶設(shè)置。

1個數(shù)字RS485接口

1個累計流量脈沖輸出（1立方米一個脈沖）

2.2傳感器規(guī)格參數(shù)

注意： 傳感器性能可能會隨顆粒物以及介質(zhì)性質(zhì)的不同而變化。

測量范圍

精度：誤差<±2%FS

分辨率：根據(jù)測量的結(jié)果顯示至小數(shù)點后0～2位數(shù)值。

重復(fù)性：讀數(shù)的±1％。

制造

電纜：屏蔽電纜

傳感器材質(zhì)：316不銹鋼

電纜長度：標準長度為10m（33英尺）。

注意：

請僅使用廠家提供的電纜，使用其他的電纜可能會降低設(shè)備符合CE標準的程度。

上述項目符合CE，UL和CSA標準。

流速傳感器對工藝條件的要求

溫度： 0～70℃

流速： 9m／s，最小0.2m／s

壓力： 10bar（150psi）。

第三章：儀表安裝

3.1 安裝水質(zhì)要求

含有一定微小雜質(zhì)或氣泡的水體，水中漂浮物不易過多。

當水中漂浮物過多而又使用本儀器時，雜草或塑料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(shè)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造成流態(tài)不穩(wěn)，這時攔污柵前的雜物需定期清除。(當水草等雜物過多而器時，需對測量結(jié)果進行處理，將其中的干擾數(shù)據(jù)去掉，具體可由軟件或人工來實現(xiàn)；如果干擾嚴重的話干擾數(shù)據(jù)的處理需要有經(jīng)驗的專業(yè)人員來進行)。

當水質(zhì)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(tài)不穩(wěn)定不符合測流流態(tài)要求且不能采取有效的輔助穩(wěn)流措施（如設(shè)置整流柵或穩(wěn)流蓋板）時，這時只能選擇流態(tài)平穩(wěn)段進行測量并采用如下特殊手段：

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干凈，但此時水體中會產(chǎn)生氣泡并可滿足測量要求。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(shè)置跌水裝置以產(chǎn)生氣泡(如擋水格柵，此時會產(chǎn)生一定的水頭損失，并在流速加大時有可能在下游一定距離內(nèi)產(chǎn)生亂流)。

3.2測流斷面的選擇

   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(guī)則穩(wěn)定，以保證安裝位置的水流流態(tài)均勻穩(wěn)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(shè)置整流柵(或穩(wěn)流蓋板)來穩(wěn)定流態(tài)，此時應(yīng)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(shè)攔污柵；另一種辦法是設(shè)定一個修正系數(shù)或在同一位置的左右岸各設(shè)置1臺儀器或?qū)x器安裝于渠道中間位置。以上兩種辦法均會影響到儀器的測量精度。

3.3流速探頭的安裝

探頭應(yīng)盡量安裝于靠近渠底，當渠底有雜質(zhì)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沖撞探頭；探頭距渠底的具體高度為100mm—200mm，具體視渠道的測流水位而定。當渠道水深較高且具有一定的水位時，為了安裝方便只要將探頭安裝于低水位以下0.5倍處即可。

圖3-1探頭在矩形斷面渠道的安裝位置

安裝方法

探頭安裝應(yīng)*平行于渠底，同時保證與水流方向平行一致，探頭前端（沒有通信電纜的一端）逆水流方向并與水流方向，并且探頭前端不得有阻擋物干擾水流流態(tài)，通信電纜線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(nèi)引出水面。

圖3-2探頭在矩形斷面渠道的安裝方向

探頭應(yīng)*平行于水流方向

對于可*斷水的渠道，可將固定探頭的支架直接固定于渠底；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（通過上游臨時關(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。

通信電纜的安裝

通信電纜應(yīng)沿著渠底及渠壁由探頭下游方向引出水面，套PVC管進行保護并沿程固定；當用臂式支架固定探頭時，通信電纜線可沿支架的空心鋼管引出水面。

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