多普勒明渠超聲波流量計(jì)的使用說(shuō)明書

一、儀表概述： 
多普勒明渠超聲波流量計(jì)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(hù)罩去掉；底部網(wǎng)狀圓孔內(nèi)置壓力傳感器，不得用細(xì)長(zhǎng)硬物去接觸，在安裝使用時(shí)才將其保護(hù)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。開放式渠道流量檢測(cè)，包括三角堰、矩形堰，巴歇爾槽，梯形堰等各種非滿管渠道流量檢測(cè)，在污水，自來(lái)水，農(nóng)業(yè)灌溉等領(lǐng)域廣泛的運(yùn)用。
二、測(cè)量原理： 
多普勒明渠超聲波流量計(jì)產(chǎn)品有三個(gè)功能：測(cè)平均流速、測(cè)水深、測(cè)水溫。 
1、水溫測(cè)量：其中水溫測(cè)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(cè)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(cè)得的水位值。 
2、水深測(cè)量（過(guò)水?dāng)嗝婷娣e）：水深測(cè)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(yīng)部位與水直接接觸；水深測(cè)得后，通過(guò)渠道段斷面形狀可求得過(guò)水?dāng)嗝婷娣e。 
3、平均流速測(cè)量：流速的測(cè)量是通過(guò)超聲波探頭（換能器）發(fā)射與接受超生波信號(hào)并做相應(yīng)的計(jì)算處理而獲得的：換能器1發(fā)射頻率為f1的超聲波信號(hào)，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(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(huì)有大量的雜質(zhì)顆粒與氣泡，每一個(gè)反射粒子對(duì)應(yīng)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(cè)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(shì)： 
多普勒明渠超聲波流量計(jì)與國(guó)外同類產(chǎn)品比較，在性能相同的前提下，除價(jià)格優(yōu)勢(shì)外，還有以下優(yōu)點(diǎn)：配套終端機(jī)（具有標(biāo)準(zhǔn)輸出接口），中文使用界面，微功耗，現(xiàn)地存儲(chǔ)容量大。 是代替現(xiàn)有的廣泛使用的水位式流量計(jì)及超聲波流量計(jì)的理想產(chǎn)品。 
多普勒超聲波明渠流量計(jì)與水位法流量計(jì)相比： 
1、無(wú)水頭損失、不需建設(shè)槽或堰 
不需率定水位流量關(guān)系曲線，對(duì)水位法無(wú)法測(cè)量的緩流渠道特別適用；不需工程建設(shè)，無(wú)工程費(fèi)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(shè)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(chǔ)功能）連接。 
3、功耗低、無(wú)需外接電源可連續(xù)野外工作 
控制終端自帶小型蓄電池可連續(xù)工作2個(gè)月，充電或置換備用電池后可連續(xù)工作，也可外接大蓄電池或民用電。 
4、現(xiàn)地顯示、存儲(chǔ)，存儲(chǔ)容量可達(dá)半年 
現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)顯示zui后一次所測(cè)數(shù)據(jù)，也可通過(guò)終端機(jī)上的顯示控制按鈕進(jìn)行查詢歷史數(shù)據(jù)；10分鐘測(cè)量一次可存儲(chǔ)半年數(shù)據(jù)。 
5、同時(shí)測(cè)量流量、水位、流速、水溫 
水位精度可達(dá)1%、流速精度可達(dá)2% 
6、標(biāo)準(zhǔn)輸出接口 
可直接使用GPRS、GSM通信?？爝M(jìn)行數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸，可通過(guò)遠(yuǎn)程通信設(shè)備進(jìn)行測(cè)量數(shù)據(jù)的定時(shí)傳輸及招測(cè)等，也可進(jìn)行遠(yuǎn)程參數(shù)設(shè)置（如測(cè)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(jì)與超聲波時(shí)差法流量計(jì)相比： 
1、測(cè)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(jì)在渠道水位變化較大時(shí)需在不同的高程間隔設(shè)置多組探頭，測(cè)量誤差隨水位變化而變化，其標(biāo)定測(cè)量精度一般是指某一理想水位狀態(tài)下的精度，當(dāng)水位變化時(shí)實(shí)際測(cè)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(jì)一般需交流供電； 
3、可作為便攜式流量計(jì)使用 
測(cè)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(duì)方向，固定到位置即可； 
5、價(jià)格優(yōu)勢(shì)明顯 
是現(xiàn)有超聲波時(shí)差法流量計(jì)價(jià)格的1/6。 
可作為便攜式流量計(jì)使用。
測(cè)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(duì)方向，固定到位置即可；
7、價(jià)格優(yōu)勢(shì)明顯
是現(xiàn)有超聲波時(shí)差法流量計(jì)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(dāng)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(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(huì)造成流態(tài)不穩(wěn)，這時(shí)攔污柵前的雜物需定期清除。(當(dāng)水草等雜物過(guò)多而干擾儀器時(shí)，需對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)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(lái)實(shí)現(xiàn)；如果干擾嚴(yán)重的話干擾數(shù)據(jù)的處理需要有經(jīng)驗(yàn)的專業(yè)人員來(lái)進(jìn)行)。
2、當(dāng)水質(zhì)達(dá)到二級(jí)飲用水時(shí)，選擇有氣泡處(如跌水或閘門下游一定距離處)進(jìn)行測(cè)量。當(dāng)有氣泡處的流態(tài)不穩(wěn)定不符合測(cè)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(shí)，這時(shí)只能選擇流態(tài)平穩(wěn)段進(jìn)行測(cè)量并采用如下特殊手段：
a:當(dāng)為灌溉用水時(shí)在測(cè)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(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間；當(dāng)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)生氣泡并可滿足測(cè)量要求。因此當(dāng)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(cè)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(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(nèi)產(chǎn)生亂流)。
測(cè)流斷面的選擇(流態(tài)要求)：
測(cè)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(lái)穩(wěn)定流態(tài)，此時(shí)應(yīng)注意當(dāng)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(shè)攔污柵；另一種辦法是率定一個(gè)修正系數(shù)或在同一位置的左右岸各設(shè)置1臺(tái)儀器或?qū)x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(cè)量精度。
含沙渠道的應(yīng)用
儀器分為A、B、C三種型號(hào)，以適應(yīng)不同含沙量的水質(zhì)：
含沙量選用型號(hào)6～25kg/m3 A型3～6 kg/m3 B型0～3 kg/m3 C型
五、總體安裝指導(dǎo):

上圖為安裝效果模擬圖
六、探頭的安裝：
1、安裝位置：
探頭應(yīng)安裝于具有固定斷面的渠道順直段下游，順直段長(zhǎng)度是渠道水力半徑的5—10倍（順直段越長(zhǎng)測(cè)量精度越高），且這一距離范圍內(nèi)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(wěn)定。

探頭應(yīng)盡量安裝于靠近渠底，當(dāng)渠底有雜質(zhì)沉積及水草生長(zhǎng)或滾動(dòng)的卵石時(shí)，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—250mm，具體視渠道的zui低測(cè)流水位而定。當(dāng)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(duì)矩形斷面安裝于渠寬的0.15--0.2倍處；對(duì)梯形斷面則安裝于坡腳處；對(duì)于寬度較大的渠道，需安裝2臺(tái)或2臺(tái)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(yīng)*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。

探頭應(yīng)*平行于水流方向
對(duì)于可*斷水的渠道，可將固定探頭的支架（固定支架可在當(dāng)?shù)囟ㄗ?，與探頭連接部分用不銹鋼板及螺栓）直接固定于渠底；對(duì)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(cè)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(duì)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(xiàn)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(yīng)沿著渠底及渠壁由探頭下游方向引出水面，套PVC管進(jìn)行保護(hù)并沿程固定；當(dāng)用臂式支架固定探頭時(shí)，通信電纜線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內(nèi)有通氣導(dǎo)管，因此注意不得將其彎折。當(dāng)通信電纜線引出水面后，可接普通的電纜線，此時(shí)應(yīng)使通氣導(dǎo)管開口方向朝下，并用透氣膠布進(jìn)行保護(hù)，防止水及異物進(jìn)入通氣管。
通信電纜線固定安裝好后，需與終端機(jī)通過(guò)“轉(zhuǎn)接線"相連接，“轉(zhuǎn)接線"的四芯電線分別為：黃色是電源正，蘭色為電源負(fù)，紅色是數(shù)據(jù)線A，黑色是數(shù)據(jù)線B（對(duì)應(yīng)通信電纜線中的電線為：紅黑線合并為電源正，網(wǎng)線為電源負(fù)，其余兩根為R485數(shù)據(jù)線的A與B。）。
2、終端機(jī)的安裝：
終端機(jī)應(yīng)豎立固定于管理房或微型工作間內(nèi)，注意防水防潮。終端機(jī)與探頭所帶通信電纜通過(guò)“轉(zhuǎn)接線"連接；終端機(jī)與通訊儀或電腦連接時(shí)，需要使用“輸出輸入數(shù)據(jù)線"。“輸出輸入數(shù)據(jù)線"有R232與R485兩種模式，當(dāng)使用沒(méi)有串口的筆記本電腦去現(xiàn)場(chǎng)取數(shù)時(shí)，需自配R232轉(zhuǎn)USB的轉(zhuǎn)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→電纜線走線路及固定方式→做安裝支架→安裝探頭及電纜線→固定終端機(jī)→連接轉(zhuǎn)接線與通信電纜線→通過(guò)輸出輸入數(shù)據(jù)線連接終端機(jī)與數(shù)據(jù)協(xié)議（使用無(wú)線通訊方式)→連接無(wú)線通訊儀電源→連接終端機(jī)充電電源（如果在線充電）→按終端機(jī)采集按鈕，檢查探頭工作情況→設(shè)計(jì)終端機(jī)工作模式→檢查通訊協(xié)議工作狀況→安裝無(wú)線監(jiān)控軟件（無(wú)線通訊方式）或筆記本取數(shù)軟件及統(tǒng)計(jì)查詢軟件
2、監(jiān)控軟件
見(jiàn)隨箱光盤
監(jiān)控軟件有兩種：現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控軟件與無(wú)線監(jiān)控軟件，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控軟件安裝于筆記本上，通過(guò)筆記本與流量計(jì)終端機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)R232或R485輸出輸入接口直連來(lái)進(jìn)行測(cè)量歷史數(shù)據(jù)的讀取及終端機(jī)工作參數(shù)的設(shè)定；無(wú)線監(jiān)控軟件安裝于上位管理機(jī)上，通過(guò)無(wú)線通訊設(shè)備來(lái)進(jìn)行實(shí)時(shí)測(cè)量數(shù)據(jù)的讀取及終端機(jī)工作參數(shù)的設(shè)定。
九、監(jiān)控軟件主要具有如下功能：
1、測(cè)點(diǎn)管理：增加或刪改測(cè)點(diǎn)；
2、對(duì)各測(cè)點(diǎn)終端機(jī)參數(shù)進(jìn)行設(shè)置；
3、讀取并存儲(chǔ)各測(cè)點(diǎn)測(cè)量數(shù)據(jù)；
4、對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢統(tǒng)計(jì)分析；
5、以電子地圖方式顯示測(cè)點(diǎn)位置并可在圖上直接點(diǎn)擊查詢各測(cè)點(diǎn)實(shí)時(shí)測(cè)量值（無(wú)線方式）。
十、日常維護(hù)：
探頭維護(hù)，探頭前端的兩個(gè)圓形超聲波收發(fā)裝置應(yīng)避免硬物撞擊或劃傷，在不用時(shí)應(yīng)使用軟套保護(hù)，當(dāng)其上面附著異物時(shí)應(yīng)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(nèi)，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(yīng)加以保護(hù)，在透水孔周圍附著異物時(shí)應(yīng)小心除去。
電池維護(hù):
電池在無(wú)電源供電時(shí)應(yīng)至少1個(gè)半月充放電一次。
終端機(jī)維護(hù)：
終端機(jī)應(yīng)置于干燥處，在現(xiàn)場(chǎng)條件較潮濕時(shí)應(yīng)注意防潮，可用塑料薄膜封裝。 
十一、注意事項(xiàng)： 
1、通信電纜線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(yīng)使通氣管末端開口朝下，防止潮氣結(jié)水后沿管壁流入探頭電路處； 
3、通信電纜線由探頭引出水面時(shí)應(yīng)盡量外套PVC管保護(hù)并沿途固定或沿支架的管內(nèi)走線，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(dāng)電纜線上掛草時(shí)會(huì)產(chǎn)生很大的拉力并有可能將電纜線拉斷； 
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(hù)罩去掉，并將底部網(wǎng)狀圓孔處的保護(hù)貼膜揭掉； 
f終端機(jī)與探頭的接線必須正確連接，否則會(huì)導(dǎo)致儀器損壞； 
6、儀器探頭應(yīng)避免在太陽(yáng)下長(zhǎng)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℃）。