农田水利灌溉流量计 超声波多普勒流量计 非满管流量计 河道流量计 使用说明书

提示：由于产品在不断更新，产品说明书和安装说明书不能保证跟最新的产品一致。产品本身和使用说明如有所变化将不能通知到每一位客户，如有需要请直接跟我公司销售人员联系。变化的部分包含但不限于以下部分：

1.产品的功能、结构、形状、颜色等。

2.软件的功能、结构、显示方式、操作过程等。

一、产品简介

1.1   产品简介

    本产品是在自然水域或者渠道、管道中测量水的流速、流量的传感器。

流量计分为传感器、主机两部分，中间用电缆连接。

能够在渠道、河道中测量水的流速、流量，水位要比传感器高20厘米以上。

能够在管道、暗渠中测量水的流速、流量，水位要比传感器高20厘米以上，管道内径要≥500毫米。

1.2工作原理

传感器有两个换能器，一个发射，一个接收。当传感器正对着水流方向，也就是逆流测量的前提下：

1.水流静止情况下，接收到的频率跟发射频率一样。

2.流速越快，接收传感器接收到的频率越快，会高于发射的频率。

3.流速越慢，接收传感器接收到的频率越慢，但是会高于发射的频率。

当传感器顺着水流方向测量的前提下：

1.水流静止情况下，接收到的频率跟发射频率一样。

2.流速越快，接收传感器接收到的频率越快，但是会低于发射的频率。

3.流速越慢，接收传感器接收到的频率越慢，但是会低于发射的频率。

从上面这个就可以通过硬件和软件计算出水流流速和水流方向。

安装使用时必须要将传感器正对着水流方向。

1.2技术参数

型号简称：FIDF

结构：分体式；

测量种类：流速、流量、水深、水温

防护等级：IP68

用途：在线式测量

流速测量范围：标配是0.03m/s～5.00m/s(传感器以上水深：20cm)；

              可以订做其他流速范围。

流速测量分辨率：1mm/s；

流速测量精度：测量流速的±2～4% ；

水深测量：0.02m～10.00m；分辨率：2mm 精度：±0.5%；

温度范围：0～60ºC；分辨率：0.1ºC；

流量范围：10升/秒～99999999立方米/小时

供电：电池供电，12VDC；

输出信号(电池供电)：RS485；

RS485输出信号内容：流速、瞬时流量、累积流量、水位、温度

输出信号(外供电)：4-20mA；

4-20ma输出信号内容：瞬时流量

传感器和变送器之间电缆长度：10米；

被测水道类型：管道，渠道，天然的溪流、河流；

液体酸碱度要求：PH值在6～8之间，对传感器无腐蚀性。

液体温度要求：0～50℃

液体压力要求：自然环境状态下，1个标准大气压

对于流量计供电是11～14VDC，供电电流250mA。

连续工作功耗：14V×250ma=14V×0.25A=3.50W。

配套软件：

数据采集系统   1套   低功耗GPRS无线数据采集和传输软件

综合管理系统   1套   低功耗GPRS无线数据采集服务器软件

1.3标准测量状态

通电后，60秒钟后出来流速和流量,之后每15-20秒出一个数据。

标准测量状态下传感器直接出来485信号跟主机连接，主机通过485接口输出流速和流量两种数据。

1.4 显示界面(同时按下向上键和向下键来切换这两个显示界面)

显示界面1：水位、瞬时流量、累加水量

显示界面2：流速、流速、截面积、电流、水温

默认开机界面显示：水位、瞬时流量、累加水量

1.5 产品实物图

图3 传感器图

图4 主机图

二、产品安装

2.1 渠道内安装条件和位置

①在河流、渠道上测量，只要最低水位超过传感器以上20厘米，就可以测量。

②流量计传感器标配的耐压是100Kpa，也就是10米水深。如果需要更大耐压需要订货前说明，最大可以做到耐压1000KPa，也就是100米水深。

③超声波多普勒流量计适用于固体含量不大于20kg/m³的水质，同时水的流速≤5.0米/秒。

④超声波多普勒流量计要选择水流平稳的地方安装，水流不平稳的地方，多数情况下是紊流，紊流条件下测量到的流速是跳动的，不稳定，误差会很大。

图5 水流平稳的渠道

⑤超声波多普勒流量计安装位置的上游要有渠道宽度20倍的直渠道，下游要有渠道宽度5倍的直渠道。

图6   传感器安装点上游和下游直渠道要求

图7   传感器安装点上游和下游直渠道要求

有些现场因为实际渠道条件限制，造成安装地点上游达不到20倍的直渠道，下游达不到5倍的直渠道。最少要求是上游5倍的直渠道，下游3倍的直渠道，但是出现的问题是测量误差就加大了，这个误差具体有多少，跟现场工况有关，每个现场都不一样。

例如下图：因为在山区，都是弯道，达不到标准的上游直渠道要求，在这个点安装实际流速是0.90～0.95米/秒，测量出来的值是0.65～0.80米/秒。

图8   传感器安装点上游直渠道达不到20倍的要求

⑥   如果安装在闸门下游(最少要30倍以上的直渠道)，特别要注意观察水面情况，是否平稳。

如果传感器安装地点离开闸门的距离已经有30倍的渠道宽度，但是水面还是不平稳，那就需要加大传感器距离闸门的距离，直到水流平稳为止。这个距离没有限制，可能是60倍的渠道宽度，80倍的渠道宽，直到水流平稳为止。

图9   闸门现场水流情况

    下图就是实际安装位置，是离开闸门50倍渠道宽度的位置水流才平稳，在下图中红色圆圈位置安装。

图10   闸门现场安装在下游50倍渠道宽度的位置

⑦确定安装高度

    探头距渠底的理想高度为100mm—250mm，具体要根据渠道的最低水位确定。

传感器应尽量安装于靠近渠底，如果渠底有很多沉淀物、淤泥、水草或者有石头会滚动，可以抬高安装位置，避免被沉积物与水草覆盖探头，或者被石头冲击探头，造成探头损坏。

图11   最低水位比传感器高20厘米以上

⑧水平安装位置的选择

    20米以下宽度的渠道，如果是矩形渠道，是安装在整个渠道宽度的15-20%处。因为安装在这个位置，最接近整个渠道水平方向上的平均流速。

图12   矩形渠道安装位置要求

    梯形渠道安装：传感器安装在斜坡和底边交界处，又叫做“坡脚”处。同时要满足：传感器低于最低水位以下20厘米。

图13   梯形渠道安装位置要求

⑨传感器要正对着水流方向

图14   传感器水平安装要求

图15   传感器水平安装要求

⑩ 对于上游来的垃圾或者漂浮物，要在上游渠道上做格栅来过滤，格栅距离传感器之间要有5倍以上渠道的距离。

2.2   管道或者涵洞内安装条件和位置

①管道内安装，只要最低水位超过传感器以上20厘米，管道内径＞500毫米就可以测量。不要求满管，非满管状态下也可以测量。也要选择水流平稳的地方安装，安装位置的上游要有管道内径20倍的直渠道，下游要有管道内径5倍的直渠道。

②要选择水流平稳的地方安装，水流不平稳的地方，测量不稳定，误差会很大。会出现两种情况，第一：数据上下波动大；第二：测量数据比实际偏小；

③要考虑管道内沉积物和淤泥的情况，如果有淤泥，传感器要避开淤泥。

    对于上游来的垃圾或者漂浮物，要在上游渠道上做格栅来过滤，格栅距离传感器要有管道内径5倍以上距离。

2.3   河道内安装条件和位置

①对于较宽的河道，比如：自然河流、大型水库的泄洪渠、大坝下的船舶航道、水电站的泄洪道，从两个岸边到中间的流速相差很大，如果要测量流量就更加复杂了，因为不同位置流速不一样，流量也不一样。

在这种情况下，除了要满足渠道内安装的条件外，一般需要多个点采集流速数据。最少需要3个传感器，在河岸两边和中间各装一个。

比如把一个30米的河道平均分为10等分。

图16   对河道进行等宽划分

在河道的两岸和中间各装一个传感器，然后全部接到在同一个主机上。

图17   安装3个传感器的示意图

    为了提高测量精度，可以采用安装5个传感器来实现。

图18   安装5个传感器的示意图

②要确保安装点旱季的最低水位比传感器高20厘米。

③要确定现场测量点是否适合安装，有不少自然的河流，用支架安装很难，为了安装传感器，甚至要动用挖土机来做堤坝阻挡水流，形成方便施工的场地，这种情况下，就要考虑使用非接触式的河道流量计来测量了。

下面现场就是典型案例，四周没有可以安装支架的地方，最后动用大型机械做水中的围挡来帮助施工。

图19   周围没有支撑物的开阔河道

下图是有个矩形渠道，但是里面平时水很浅，并且不断有石头被水冲过来，传感器很容易被损坏。

图20   水位很浅并且有石头流过的渠道

2.4   渠道内现场安装支架及布线

特别提示：以0.20米/秒流速为标准，水流速度每增加一倍，对周围物体的破坏力会增加50-64倍！

①传感器在渠道内固定方式

以下安装，传感器后面的出线必须用PVC、PE或者镀锌管保护起来，不能让电缆因为水流冲击而受力，也不能让电缆挂上垃圾等漂浮物。

在可以断水的前提下，传感器可以固定于渠道底部。

图21 可以断水的渠道的安装

图22   贴在渠道底部安装

    在有淤泥和堆积物的渠道内，要把安装的水泥台做高，让传感器可以高于堆积物，不容易被堆积物覆盖。

图23   有淤泥沉淀渠道的安装

通过不锈钢支架来安装：

图24   宽度为5米的渠道内安装图

2.4   管道内现场安装支架及布线

如果是管道内安装，可以不用断水，从管道顶部放支架下去固定。一般的管道在2000毫米以内，可以居中安装，传感器用支架固定在管道底部。支架要做成“L”型，传感器固定在“L”型支架的底部，深入管道内，传感器正对着水流方向。

下图是在一个直径1000毫米的污水排放管道内安装，传感器电缆从竖的镀锌管内通向主机：

图25   1000毫米污水排放管道安装实物图

2.5   河道内现场安装支架及布线

在河道内安装，也是通过侧面的支架来安装。

图26   在河道内安装

2.6安装注意事项

●传感器跟安装底座固定前，要在传感器上包上2毫米厚度或者更厚的软橡胶套，可以用汽车内胎来代替橡胶套，让传感器跟金属之间用橡胶套隔开。

图27   在传感器外包上2毫米厚度的橡胶皮

图28   用卡箍把包好橡胶皮的传感器固定在安装底座上

图29   把传感器固定在支架上

●传感器的出线必须要用PVC、PE、PR、镀锌管等来保护，避免水流长期冲击造成电缆开裂、脱出，或者被异物碰撞后划伤或者割破。在保护管的保护下，线缆沿着渠道底部或者渠道内壁由传感器下游方向引出水面。

●传感器背后出线处，因为在水中，会被水流长期冲击，需要做保护管，然后固定起来。由保护管来承受水流的冲击力。如果由线缆来直接被水流冲击，可能会造成断线、电缆外皮被磨烂等情况。

●传感器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，防止水及异物进入通气管，或者堵塞通气管。

    连接传感器上的485或者12VDC电源的电缆，485和12VDC的线缆必须分开用两根2芯屏蔽电缆连接。

●不要人为拉扯、甩动电缆，也不要撞击传感器壳体。不要把连接电缆作为承重线，用连接电缆来悬挂重物。电缆必须是固定在渠道的水泥壁上，不能晃动。

●供电只能用电池供电，或者太阳能供电。如果使用220VAC等市电供电，要用线性电源来转化为12VDC直流电，不能使用开关电源。

●对于流速＞1.0米/秒的现场，安装支架强度要加强到现有支架强度的3倍以上，保证激流不会冲走或者冲坏支架。并且要在水平方向上做斜撑，以支撑传感器不会被水流冲击造成移动、抖动、飘移。

●在需要延长电缆的情况下，导气电缆只要保证他不会进水，不会折弯，不会被堵塞就可以，要考虑到天气湿度大情况，气温低凝露的情况。12VDC供电电缆可以延长到200米，要使用0.75平方毫米的两芯电缆。485输出的电缆可以延长到200米，要使用0.75平方毫米的两芯屏蔽电缆。

2.7安装步骤

①先安装好固定支架，确保在最大流速2倍的条件下还可以稳定可靠固定。

②传感器跟安装底座固定。

③传感器电缆穿管布线，所有保护管都要固定好，在水中的保护管每0.5米最少要有1个卡子固定。传感器背后出线口要做特别保护和固定，保证水流的冲击力被保护管接收到，传感器出线不会受力。

否则时间长了，传感器出线肯定会断裂！！！

④通过笔记本电脑发送指令查看测量数据

⑤如果跟实际流速接近，就可以把485的线跟现场的RTU或者其他接收设备连接。

⑥清洁传感器上游存在的垃圾。

2.8调试步骤及实验要求

在传感器已经正确安装，并且水超过传感器20厘米以上的前提下，进行以下操作。

随身要带一个便携式的流速仪，作为测量流速的标准。

①先接传感器的485接线跟笔记本电脑的USB转485线连接，确定接线正确后，再接12VDC供电的两根线，正负极不能接错，也不能短路。

②接上电脑，用SSCOM软件发送指令：010300120000E5CF，就可以看到回复的数据：发送数据“HEX发送”要打钩，接收数据“HEX显示”不要打钩。

图30   SSCOM发送指令

图31   SSCOM接收指令

一共4个数据，从左往右分别是：温度，水位，流速采样值，流速。

温度：测量出来的水温(传感器在水中要至少30分钟以上，测量出来的温度才会跟水温接近)；

水位：测量出来的水位高低，以传感器底部的压力传感器膜片为0点。

流速采样值：对用户没有意义，是传感器内部测量计算用。

流速：测量出来的流速。数据上没有“-”号就是正流速，如果有“-”号，就是负流速(传感器在水中要至少1分钟以上，测量出来的流速才会跟实际流速接近)。

    至少要等待接收到10分钟的测试数据，如果跟便携式流速仪测量出来的实际流速接近，就可以把485的线跟现场的RTU或者其他接收设备连接。

图32   电脑上串口助手软件实际测量流速

2.8产品接线图

图33 主机接线说明

三、操作菜单

在运行模式界面按Set键3秒钟后，进入一级菜单界面：

◆参数没有被锁定的一级菜单界面：

◆“1 参数锁定”

1.“0 结束设置”：当选择此项时，按Set键将退回到运行模式界面。

2.“1 不锁定”：菜单不锁定，允许别人改动。

3.“2 全局锁定”：菜单上锁，当你的参数设置好，不希望别人随意改动，把菜单上锁，这样就要输入密码才能解锁进行菜单操作。本流量计的初始密码为25，用户可以修改初始密码任意设置自己的密码（特别提醒请记住自己设置的密码，如若忘记应与厂家联系）。

★当参数未被锁定时，按Set键进入参数锁定的设置界面：

不锁定：不锁定，那将所有的菜单都可以随意修改。

全局锁定：全局锁定后，必须输入密码才能修改。

★当参数被锁定时，按Set键进入参数锁定的解锁界面：

◆“2 报警设置”

1.瞬时流量报警模式：设置瞬时流量是否要设置报警值，分为三种状态：

“关闭”：就是不设置报警。

“高位告警”：如果设置报警值是100立方米/小时，就是瞬时流量超过100立方米/小时开始报警。

“低位告警”：如果设置报警值是100立方米/小时，就是瞬时流量低于100立方米/小时开始报警。

2.瞬时流量报警值：就是设定瞬时流量到多少立方米/小时，开始报警。

3.瞬时流量报警回差：为了避免瞬时流量波动而引起的继电器频繁启动和停止，需要设定一个波动幅度来避免这个情况的出现。

4.累计流量比例输出

5.预先设定累计流量：如果设定累计流量是2500立方米，那么累计流量慢慢加起来达到2500立方米的时候，继电器开始动作。

◆“3 参数校正”(这个菜单只有4-20mA输出的时候才有用)

    参数校正菜单是在输出的电流值跟计算出来的电流值不同的时候，才需要修改。首先将仪表断电，然后把万用表打到20ma档，万用表正极接到流量计“mA1+”端子上，负极接到“mA1+”右边的“GND”端子上，然后给仪表通电。通电1分钟以后再测量电流。

1.4mA校正：

提示：因为普通万用表有偏差，所以测量的时候，如果是有±0.01-0.02mA的差别，可以忽略不计。

进入4mA校正菜单，会有一个出厂设置的数，假设是“3100”。这个时候，先按增加键增加一个数字，这个时候万用表上显示的是目前输出的电流值。

如果万用表显示电流低于4mA，可以用增加数值的方法增大输出电流，直到万用表上显示4mA。这个时候可以退出4mA校正进入20mA校正菜单。

如果万用表显示电流高于4mA，可以用减少数值的方法减小输出电流，直到万用表上显示4mA。这个时候可以退出4mA校正进入20mA校正菜单。

2.20ma校正：

    进入20A校正菜单，会有一个出厂设置的数，假设是“7200”。这个时候，先按增加键增加一个数字，这个时候万用表上显示的是目前输出的电流值。

如果万用表显示电流低于20mA，可以用增加数值的方法增大输出电流，直到万用表上显示20mA。这个时候可以退出20mA校正进入20mA校正菜单。

如果万用表显示电流高于20mA，可以用减少数值的方法减小输出电流，直到万用表上显示20mA。这个时候可以退出20mA校正菜单。

◆“4 通信设置”(这个菜单只有485输出的时候才有用)

1.通信地址：默认是1，可以设置为1～32中任意一个数字。

2.波特率：默认是9600，可以有2400、4800、9600、19200四种可选择。

3.工作方式：默认是查询方式，也就是上位机发一个指令，仪表返回一次数据。这是标准的MODBUS协议。如果是我们厂家协议，可以做成“自动报告方式”，也就是不需要上位机给指令，仪表就一直往上位机传测量到的数据。

◆“5 渠道类型”

以下渠道类型必须在“工作状态”中设置为“启动”才能够使对应类型的渠道计算流量。下面所有单位都是米。

1.方形管道：需要输入渠道边长。

2.矩形管道：需要输入渠道的宽度和高度。

3.梯形管道：需要输入渠道的上底边长度、下底边长度、梯形渠道的高度。

4.圆形管道：需要输入直径。

5.椭圆形管道：需要输入长半径和短半径。

6.河道：需要输入河道总宽度，河道底宽，河道中心高，传感器个数。

◆“6 其他参数”

1.20mA流量值：是4-20mA输出时，20mA对应是每小时多少立方米。

2.4mA流量值：是4-20mA输出时，4mA对应是每小时多少立方米，默认为0.00立方米/小时。

3.累加水量：就是累计水量计算的时候是从0t/h开始累加，还是从指定的某个数值开始累加，比如：设定为100t/h，就是从100t/h开始累加。

4.水量清零：默认是“否”，如果选择“是”，就是把当前的累计流量清零，从0开始累加。

5.流量单位：有m³/h、m³/s，l/s三种。

6.界面切换：如果选择“是”就切换到下一种界面。选择“否”就是不切换。界面分为两种，第一种是显示“水位、流量、累加水量”，第二种是显示“流速、截面积”。

    快捷方式：在开始画面，同时按下向上键和向下键来切换这两个显示界面。

7.偏移量：如果测量出来的水位比实际高10厘米，这里就要改为-0.10m。如果测量出来的水位比实际低3厘米，这里就要改为0.03m。

    如果设定的偏移量是10厘米，只有测量到的实际水位有1厘米或者更大的时候，系统才会自动叠加这个偏移量。

8.累加量单位：就是累计水量是以立方米为单位还是以升为单位。

9.外接液位计：可以外接超声波水位计或者雷达水位计来测量水位高低。

10.小信号切除：为了避免小流速对测量的影响，可以设定一个最低流速，比如：0.05m/秒，那么流速在0.05m/秒及以下流速，不计算流量。在闸门上游测量时经常会遇到这个问题，或者是有回流的场合。

◆“7 复位选择”

出厂复位：是: 恢复到刚出厂设置的状态。否: 退出。出厂设置默认为否。

系统复位：是：恢复系统设置。否：退出。出厂设置默认为否。(此项请不要修改，是厂家设置用)

超声波多普勒流量计保修回执卡

超声波多普勒流量计保修卡说明

保修政策：

1、用户在维修时请出示保修卡。在保修期内因正常使用出现的故障，可凭证保修卡享受规定的免费保修

2、保修期限：本公司产品保修期由验收日期起算十二个月内

以下情况不在免费保修范围内：

1、产品或其他部件已超出免费保修期

2、因使用环境不符合产品使用要求而导致的硬件故障。

3、因不良的电源环境或异物进入设备所引起的故障或损坏。

4、由于未能按使用操作手册上所写的使用方法和注意事项进行操作而造成的故障。

5、由于不可抵抗力如：雷电、水火灾害等自然因素而造成的故障。

6、擅自拆机修理、越权改装、滥用造成的故障或损坏。

限制说明：

1、请用户妥善保存保修卡作为保修凭证，遗失不补。

本保修卡解释权限归本公司所有，本公司有权对本卡内容进行修改，恕不事先通知。