TKL型系列超声波明渠流量计说明书Word格式.docx
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6.超声波传感器信号传送距离:
100m(更长需定制)
7.输出信号:
RS232标准通信接口、4-20mA标准电流信号
8.电源:
交流:
220V10%,50HZ1HZ
直流:
12V,6.5Ah(机内自备)
四、型号及规格
1、流量范围:
表1:
P系列
仪表型号
喉道宽度
b(mm)
流量范围
(m3/h)
水位范围
(mm)
适用渠道尺寸
(宽×
高)
临界淹没度
mm(%)
TKL-1-LP25
25
0.32~19.44
15~210
>
450×
300
0.5
TKL-1-P50
51
0.65~47.25
15~240
500×
350
TKL-1-P150
76
2.77~115.56
30~330
550×
550
TKL-1-P400
152
5.40~399.60
30~450
700×
700
0.6
TKL-1-P900
228
9.00~880.56
30~600
900×
900
TKL-1-P1000
250
10.80~921.60
30~750
>
1100×
1050
TKL-1-P1400
12.60~1440.00
1300×
TKL-1-P2200
450
16.20~2268.00
1500×
注:
1、上述仪表型号中的“P”表示流量计使用帕歇尔槽;
2、其它流量规格可根据用户需要定做。
表2:
Y系列
仪表型号
最大流量
(m3/h)
最高水位
(mm)
适用渠道寸
(宽×
堰形式
TKL-1-Y10
10
90
≥250×
200
三角堰
TKL-1-Y20
20
120
≥300×
TKL-1-Y50
50
160
≥400×
TKL-1-Y80
80
190
≥500×
400
TKL-1-Y150
150
250
≥600×
500
TKL-1-Y250
300
≥700×
600
TKL-1-Y500
500
260
≥800×
650
矩形堰
TKL-1-Y800
800
355
850
矩形堰
1、上述仪表型号中的“Y”表示流量计使用薄壁堰板流计;
2、其它流量规格或尺寸规格可根据用户需要定做。
五、测量原理
TKL-1型明渠流量计由帕歇尔测量槽或薄壁堰槽(包括静水井、测量筒)、超声波传感器(含温度传感器)、主机(含面板式微型打印机)等组成。
选用不同的测量槽可适用不同的流量测量范围。
流量计的构成和工作原理如图1所示。
TKL-1型超声波明渠流量计
(主机)
超声波传感器
(含温度传感器)键盘
超声波8051
接收发电路单片机显示器
超声波温度转换打印机
电路
RS232
后备电源
流量测量槽DC-5V
图1
(1)帕歇尔测量槽的流量公式:
被测量的液体流过测量槽而形成自由流时,其流量Q与测量槽上游侧水位Ha满足如下关系:
(1)
式中C,n为与测量槽规格有关的常数。
(2)三角形缺口薄壁堰流量公式:
(2)
(3)矩形缺口薄壁堰流量公式:
(3)
超声波液位传感器在单片微机的控制下,控制超声波的发射与接收。
通过测量发射波与回波的时间差即可计算出液位高度Ha或有效液位高度he:
(4)
式中Ha--液位高度;
L--超声波传感器的安装高度(m);
a--超声波在空气介质中和测量温度下的传播速度(m/s);
t--超声波的发射波与回波的时间差(S);
这样由
(1)或
(2)、(3)式即可计算流量。
(4)淹没流测量原理及流量公式:
当水槽下游侧水位大幅度深高,而形成淹没流时,需由淹没流的流量公式计算流量。
仪表通过测量上游水位Ha和下游水位Hb之比,确定流动为自由流动或淹没流动。
将上游水位Ha和下游水位Hb之比称为淹度,用符号表示,即:
=Ha/Hb(5)
在淹没流下,流量与下游水位有关,流量公式为
Qs=Q-QE
=f(Ha,,b)(6)
式中,Qs—淹没流流量;
Q—自由流流量;
QE—淹没流折减流量;
—淹没度
b—帕歇尔水槽喉部流道宽度。
不同尺寸帕歇尔水槽形成自由流条件与淹没度有关,如表3所示。
表3:
帕歇尔水槽自由流条件
帕歇尔水槽尺寸(mm)
淹没度
25-76
152-228
305
0.7
超声波液位测量原理如图2所示。
仪表在单片微机的控制下,每秒钟控制超声波传感器检测一次水位,计算出一秒种的流量,并进一步累积为时流量、日流量、月流量、年流量和总累积流量。
仪表每秒钟的测量值分辩率达0.00001m3。
仪表将测量的数据存入内存。
超声波传感器静水井
流量槽
S/2
L
Ha
图2
六、仪表的安装与接线
根据表1的适用渠道尺寸的要求,参照图3所示的测量槽安装示意图,对待装渠道进行改造。
1、P型槽的安装
P型槽结构及其安装示意图如图4所示。
静水井高于当地最高
渠道警戒水位
帕歇尔槽
Ha
坡度1/4
h
测量槽堰口水平线
图3
填石子混凝土
图4
1)顺直的行近渠槽长度应不小于5倍的行近渠槽宽度。
2)测量槽应安装在平稳水流渠段。
测量槽置于渠道中间,并应水平安装。
帕歇尔槽与行近渠槽中心线重合。
3)流入测量槽的水流不能有偏流或波浪。
在测量槽上游侧应保证有足够长的直段长度,一般取喉部宽度的10倍以上。
4)按以下公式计算测量槽堰口水平线安装高度。
可以在测量槽底部用小石块填充,使测量槽安装高度符合计算结果。
Dmax-HmaxhPmax-1.1Hmax(7)
式中,Dmax—测量槽安装前,最大流量下渠道中的水位高度;
—淹没度(0.7);
Hmax—最大流量下测量槽上游侧水位高度(Hmax=0.20~0.80);
Pmax—渠道边墙高度。
2、Y型槽的安装
Y型槽结构及安装示意图如图5所示。
高于当地
最高警戒水位
明渠堰板
上游水位Ha
h
行近渠槽
堰板
明渠
连通器3~4hmax
静水井
图5
1)薄壁堰应垂直安装在顺直的,槽壁光滑的以及渠底水平的矩形行近渠槽内;
2)形行近渠槽顺直长度应大于水面宽度的10倍;
3、测量筒的安装,如图6所示。
安装测量筒时,应调整其水平。
温度传感器
超声波传感器
测量筒信号线
锣栓
调节锣钉
图6
4、接线
连接测量仪与超声波传感器、温度传感器之间的信号线连接方法如下:
(1)用于单通道测量时:
超声波信号输入1──接超声波传感器信号(包括温度传感器信号);
(2)用于淹没流测量时(需定制):
超声波信号输入1──接上游超声波传感器信号;
超声波信号输入2──接下游超声波传感器信号;
(3)用于多通道测量时(需定制):
超声波信号输入1──接通道1超声波传感器信号;
超声波信号输入2──接通道2超声波传感器信号;
开关RS-232复位
输出1输出20-5V输出
电源保险丝超声波信号输入
12
图7
超声波传感器信号输入端子接线图如图8所示。
白
黑
屏闭线超声波信号输入
21
3
54
温度信号输入
图8
1)接线必须在断电后进行,带电严禁插拔超声波信号插头;
2)将超声波传感器的屏蔽线接地(如图8所示);
3)出厂前,已调整好零位,故用户一般不必作零位调整;
4)更换超声波传感器后,需重新调整零位。
七、仪表的操作与使用
仪表显示、操作面板如图9所示
数码显示器
指示灯
泰肯环保
TKL-1
超声波明渠流量计
40
90
30
100
80
70
60
50
10
0%
20
时钟
检查
模式
Ⅴ
Λ
显示
查询
温度t(℃)
水位高度H(mm)
瞬时流量Q(m3/h)
累积流量计时间T(h)
返回
打印
溢出
采样
回波
联网
国家环保总局认证HR-2002-077
光柱显示器
键盘
图9
键盘功能说明:
设置
1)日历、时钟的调整;
设置打印模式。
超声波传感器安装高度软调整;
年份调整;
清除数据(密码操作)
监督
Λ
2)在驻留显示状态下,按此键,显示仪器的编号及累计失测时间;
在数据调整状态下,按此键,数值增加。
3)在驻留显示状态下,按此键,显示仪器的日期及时钟;
在数据调整状态时,按此键,数值减少。
打印
4)手动打印
5)查询,选择年、月、日(小数点位置)
改变数值时,用于选择位。
显示
返回
6)温度、高度、瞬时流量、累积总流量、累积总计量时间等
返回驻留显示。
指示灯功能简要说明;
º
C——表示驻留显示内容为温度;
mm——表示驻留显示内容为温度液面高度;
m3/h——表示驻留显示内容为瞬时流量;
m3——表示驻留显示内容为累积流量;
h——表示驻留显示内容为累积计量时间。
失电
——交流失电,直流工作;
——流量超出量程报警;
——淹没流报警
淹没
报警
——上游侧静水井内水面漂浮物或上游侧超声波线路故障失测;
通信
——正在通信指示
由图9可见,仪表显示器由二部份组成,一部份为8段数码管显示器,显示日期、时钟、流量等数据;
另一部份为由20段发光二级管组成的光柱显示器,用于模拟测量槽水位高度百分度。
仪表的操作键盘由
等6个键组成,用于完成参数显示;
打印、参数设置,以及查询等所有操作功能。
(一)、参数设置
仪表可以通过“设置”键,对日期、时钟、打印模式(打印时间间隔)进行设置。
具体操作如下:
1、日期设定:
Ⅴ
(1)按键+键
仪表显示:
“年-月-日.”
小数点
注意小数点位置。
若小数点在“日”的位置上时,按“∧”键,“∨”键,即可对“日”设定。
(2)按键
小数点依次在“月”和“日”之间循环移动。
若小数点停留在“月”位置上时,按“∧”或“∨”键,即可对“月”设定。
“年-月.-日”
此设置不可对“年”设置。
(3)按键
以上设置有效。
2、调整年份
(1)按键+键+键
Y-0.2
仪表即显示
(2)按键可移动小数点位置,按“∧”或“∨”键,即可以改变小数点位置上的数据(0-9循环往复)。
直到调整到当前年份。
Y-99。
例如将年份调整到2003,可以按以下步骤进行,线调整年分为:
然后再在个位数位置上按4次“∨”键即可
3、时钟设定
“时.-分-秒.”
若小数点在“时”位置上时,按“∧”键,“∨”键,即可对“时”设定。
小数点在“时”和“分”之间循环移动。
若小数点停留在“分”位置上时,按“∧”键,或“∨”键,即可对“分”设定。
此设置不可对“秒”设置。
4、打印模式设置
“Pm————-”
此为打印机缺省模式,表示关定时打印。
时钟Ⅴ
(2)每按键一次
仪表依次显示
“Pm———00”,表示每天24小时打印一次测量数据;
“Pm———60”,表示每分钟打印一次测量数据;
“Pm———01”,表示每1小时打印一次测量数据;
“Pm———02”,表示每2小时打印一次测量数据;
“Pm———04”,表示每4小时打印一次测量数据;
“Pm———08”,表示每8小时打印一次测量数据;
“Pm———12”,表示每12小时打印一次测量数据;
“Pm—————”,表示关定时打印。
1)无论何种打印模式,仪表在每天0点打印一次测量数据(一天的总流量),及一天流量变化曲线(直方图);
2)仪表出厂时,设置在“关定时打印”模式。
3)在“关定时打印”模式下,用键盘的手动打印仍然有效。
(二)数据查询
可以查询前3年的任一年、任一月、任一天的流量,并且可将查询结果打印出来。
(1)按键,显示器显示当前年、月、日,如:
“97.-04-01”
(2)再按“ ”键,小数点依次在“年”、“月”、“日”间循环移动。
若小数点停留在“年”上,表示欲查询年流量;
若小数点停留在“月”上,表示欲查询月流量;
若小数点停留在“日”上,表示欲查询日流量。
(3)按“∧”键,或“∨”键,可以修改欲查询的日期,如:
“97.-**-**”
表示欲查询年流量,按“∧”键,或“∨”键,年依次“97、96、95”变化。
按“ ”键,显示
“97-04.-**”
表示欲查询97年某月流量,按“∧”键,或“∨”键,月依次“1-12”“12-1”变化。
“97-04-01.”
表示欲查询97年4月某日流量,按“∧”键,
或“∨”键,月依次“1-30”“30-1”变化。
(4)按“显示”键,即可显示相应的年流量、月流量或天流量。
(5)按“返回”键,返回驻留参数显示。
在其它显示状态下,8秒钟内没有键输入,则自动返回驻留显示状态。
(三)数据显示切换
仪表在通常情况下,显示器驻留显示瞬间时流量、液位高度、累积流量、温度,或总测量时间。
由发光二极管组成的光柱显示液面高度民主;
由指示灯指示所显示数据的单位。
此显示状态即成为驻留显示状态。
按“显示”键,可轮流显示液位高度、瞬时流量、累积流量、温度及总测量时间,并使其成为驻留显示。
由指示灯指示显示数据的单位。
当在其它显示状态下,8秒钟内没有键输入,则自动返回此驻留显示状态,每次开机或复位后,仪表显示瞬时流量,并使其成为驻留显示。
(四)打印
1、手动打印
在驻留显示状态下,按“打印”键,即可打印当前测量数据,打印结果如下:
Date:
98年03月20日
Time:
07:
53
Number:
980303
Q:
042.4(m3/h)
V:
00001173(m3)
H:
0149(mm)
T:
09(℃)
t:
:
0026(h)
2、定时打印
在“设置操作”中,设置好打印模式,则打印机设定时间自动定时打印,打印结果同“手动打印”。
3、一天打印
无论设置在何种打印模式(除关打印模式外),仪表在每天0点(23:
59)打印一天的积累流量数据,及一天流量的变化曲线,打印结果如下:
98年03月24日
23:
59
VD:
00000923(m3)
02
04
06
08
12
14
16
18
22
24
Time
4、查询打印
(1)完成“数据查询”1-4步骤;
(2)按“打印”键,即打印查询日期,及该日期下的日流量VD、月流量VM、或年流量YY。
打印结果如下图所示:
98年 03月 20日
(五)交流掉电时的操作
交流掉电时,显示器、打印机均关闭,而“失电”指示灯亮。
此时,不能进入“打印操作”。
按“返回”键,可打开显示器,此时即可进入除“打印操作”外的其它正常操作,操作方法如前所述。
30秒内无任何键输入,则显示器自动关闭。
八、仪表的校准
仪表在出厂前,已经对配套的仪表、测量槽进行了校准,用户一般不必再进行校准。
但当更换了超声波传感器后,则必须进行重新设置和校准。
测量仪的型号、规格与测量槽的型号、规格必须一致,用户不能更改所使用的测量槽的规格。
可以更换同样型号、规格的测量槽,但此时必须对仪表进行重新设置和校准。
一、调整零位
(1)按键╳3+键
米分米厘米毫米
L-70.0
小数点
(2)按键可移动小数点位置,按“∧”或“∨”键,即可以改变小数点位置上的数据(0-9循环往复,并可进位,当设置的数据大于“1999”时,数据自动回零。
)。
直到调整到正确的零位高度。
零位高度是指超声波探头导堰口的距离。
如下图所示:
超声波探头水位高度测量高S零位高L
渠高D水位高H
堰口
其中,L—零位高度
S—超声波在空气中的传播高度
H—测量的水位高度
D—渠高或堰槽高
必须通过测量水位高度来调整零位高度。
例如,用钢尺测的水位高度为120mm,按键,直到仪器显示水位高度。
1.如仪器显示为0,在表示零位设置值太小,或探头进入了盲区(安装超声波探头时,应保证测量筒底部平面高于D-100.可以避免产生盲区);
如仪器“溢出”指示灯亮,则表示零位设置值太大。
2.如仪器显示为98,则应在原设置的零位置在增加22。
如原零位设置值为“700”,调整数据,使零位设置值为“722”。
3.如仪器显示为130,则应在原设置的零位值上减少10。
如原零位设置为“700”。
调整数据(先将数据增大到大于2000后,再从0开始调整),使零位设置为“690”。
调整数据后,再按键确认,并返回仪器驻留显示。
二、清除数据
在驻留显示状态下,进行一下操作:
(1)按键╳4+键
Clr——dAtA
仪表即显示
在按键确认。
仪器显示为:
Clr————
数秒钟后,数据清除,并返回仪器驻留显示。
1、“小数点”仅表示在该位置上的数据可以改变,不表示数据的大小。
2、数据的操作,不会改变时钟、零位高度等系统数据。
3、每次按键约3秒钟后,若没有键操作,仪器将自动返回驻留显示。
4、仪器的出厂零位高度设置为“700”(mm)。
九、仪表的维护和注意事项
1、应选用合适流量的测量槽,特别是实际最大流量不能超过最 大的可测流量。
2、测量槽必须安装在平稳流态的渠道段。
并保证足够的直段长 度,上游侧的渠道坡度不得大于20/1000
3、测量槽的下游排放口必须在测量槽以下,保证在测量槽内的流态为自由流。
4、超声波距离测量水平面应不小于500mm,否则超声波进入盲区,仪表不能正常工作。
5、超声波传感器的表面和被测水平面必须保证清洁平整。
安装时,必须用水平仪进行水平调整。
可以对超声波传感器进行清洗,清洗时无须关机,仅用清水轻擦其表面即可。
6、仪表在交流掉电50小时以内,可以继续进行测量。
此时显示器、打印机被关闭,
7、“溢出”报警指示灯亮,表示当前瞬时流量超出流量计的量程范围(无流量或流量超过流量计最大额定流量);
若“溢出”灯闪亮,则表示有外界信号干扰。
8、“淹没”报警指示灯亮,表示下游水位升高,测量槽内流动已成为淹没流。
仪表按淹没流计算流量。
9、“失测”报警指示灯亮,表示仪表没有接收到超声波回波信号,此状态称为“失测”。
失测时,仪表自动按失测前的测量值内插。
失测60秒不能恢复时,仪表显示“0”。
失测的原因有
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