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超声波多普勒流速仪1.82版本使用说明书

来源:未知     发布日期:2019-05-23 09:33   |  分享:
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          超声波多普勒流速仪使用说明书

 
            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、操作习惯等。
 
一、产品和技术参数
1.1  产品简介
超声波多普勒流速仪是在管道、渠道或者河流内测量水的流速的设备,主要应用于以下范围:
·洪涝灾害监测
·污水排放
·天然的河溪
·市政给排水
·水量流失/渗入监测
·灌溉流程监测
·河口和潮汐的研究
·渔业/水利
·海岸侵蚀研究
·暗渠流程监测
·道路排水监测
·运河流程研究
·江河流程监测
 
可以根据需要提供电池供电系统,以便在供电不方便的地区提供电源。
可以根据需要提供GPRS或RTU无线传输套件,以便在后台服务器上查看现场检测到的数据。
 
1.2技术参数
结构:分体式;
    测量种类:流速、水深、(水温测量是选配功能)
    用途:在线式测量
流速测量范围(传感器以上水深:20cm):
    正流速是+0.03m/s~+5.00m/s;
    负流速是-1.00m/s~-0.03m/s(选配项);
    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±2~3% ;
水深测量范围:0.02~3.00m,0.02~10.00m(订货前要确认最大水深);
水深测量分辨率:1mm
水深测量精度:0.5%;
温度范围:0~60ºC;分辨率:0.1ºC;
流量范围:无流量测量功能
工作电压:常规12~13VDC,最低工作电压是10.3VDC,最高是14VDC。
输出信号:RS485 MODBUS协议;
无线传输(选配件):GPRS型RTU无线传输器
传感器配套电缆长度: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。
液体温度要求:0~60℃,非凝固
液体压力要求:自然环境状态下,1个标准大气压
提示:1.水凝固或者接近凝固状态下无法测量流速。        
            2.默认最大水深不能超过10米,如果要超过10米需要订货前明确告诉厂家。
 
1.3测量状态和接线
通电后60秒钟以后计算出数据,之后每10~15秒钟计算出一次测量数据。(这里的数据不是主动上传的,是被动上传的,需要上位机发送查询命令才能够得到测量出来的数据。)
超声波多普勒流速仪传感器常规工作供电是12~13VDC,供电电流120mA。
连续最大工作功耗:14V×120ma=14V×0.12A=1.68W。
电缆是四芯屏蔽线,电源两根线,485信号两根线。
电源线红色正,白色负,蓝色是485A,黄色是485B。
 

 

 

 

 
超声波多普勒流速仪传感器有一个不锈钢的安装底座,底座上的四个孔是用于跟地面固定,侧面的开口用于抱箍固定传感器用。
 

 
二、产品安装
2.1 安装地点的选择
    选择水流平稳处测量。
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。
 
 
2.2 对上游和下游渠道的要求
理想条件下,流量计安装地点的上游有渠道宽度10倍的直渠道,下游有3倍的直渠道。
 

 
上游直渠道的长度越长越好,越长水流就越平稳,流速测量就越接近实际流速。并且这一段不能有任何阻挡物,比如:闸门、堰槽等,保证传感器前端水流流态平稳无紊流。
 
 
如果达不到上游10倍直渠道,最少要有渠道宽度5倍,不能低于5倍。
●举例:一条矩形渠道的宽度是2米,那么传感器安装地点的上游和下游的直渠道分别要有多少米长度呢?
 
 
●举例:一条梯形渠道的上底边宽度是5米,下底边宽度是2米,高度是2米,那么渠道宽度应该怎么算?

照汛期最高水位的宽度作为渠道的宽度,如果汛期水位超过梯形渠道最高处,那么以梯形渠道的上底边宽度为标准。
如果汛期最高水位宽度是4米,在安装地点上游要有20-40米的直渠道,下游要有12米的直渠道
 
2.3 在闸门下游安装的要求
如果安装在闸门下游,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10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,只到水流平稳为止。
因为闸门往下一定距离内,一般都有钢筋混凝土做的渠道,比较规整,很多现场为了安装方便,就选择离闸门下游比较近的距离来安装,这种地方一般水流湍急,都是乱流,测量出来的数据跟实际流速相差很大。
这种位置,不适合安装。
 
2.4 安装高度的选择
首先要确定枯水期水位高度,传感器要比最低水位再低20厘米。
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。
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。
 
    当渠道水位比较高,同时最低水位也比较高,为了安装方便可以将探头安装于最低水位以下0.5倍处即可。
●举例:最低水位是1.00米,那么可以安装在从渠道底部往上0.50米处。

2.5 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。
    为什么安装在这个位置呢?
    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。

 
对于梯形渠道,传感器安装在斜坡和底边交界处,又叫做“坡脚”处。
 

传感器要正对着水流方向,左右偏差不能超过±3°。

 
 
 
2.6 圆形渠道内传感器安装
 

在圆形管道内,如果有沉积物,把传感器安装在沉积物以上避免沉积物覆盖在传感器上,对测量造成影响。
 

在没有沉积物的管道内安装,可以直接安装在渠道底部。为了防止水流冲击变动传感器的安装位置,传感器底部有一个基座,专门用来固定在管道上。同时,传感器要装在靠近管道的出口,这样既便于安装,又利于维修和更换。
 
 
2.7 矩形渠道内传感器安装
矩形渠道内安装,如果可以断水,让渠道底部露出来,可以在渠道底部做个水泥台,水泥台上固定好4根螺栓,流速仪的安装底座可以用螺母直接固定在螺栓上。
这样安装的优点是:不容易被盗取。
缺点:一旦要维护,要人下渠道去操作。

 在有泥沙淤积的渠道内安装,要抬高安装位置,减少泥沙淤积对于测量造成的影响。
 

 
    对于不可以断水的渠道,可以使用以下的侧面支架安装。当传感器被淤泥覆盖,或者有大量垃圾覆盖,只要把整个支架跟岸边的固定支架的螺丝拧开,就可以把传感器提出水面清理。

也可以在矩形渠道上架设测量用的小桥,把流速仪用支架固定在小桥上测量。

 
2.8 梯形渠道内传感器安装
如果可以断水,就可以像2.7.1图中一样安装。如果不可以断水,一般在岸边制作支架,从支架上向下伸出2根悬空杆子,杆子在安装传感器的部位交界,然后把传感器固定在交界处的平台上。
2根悬空的杆子跟立杆之间是通过转轴连接,保证可以上下转动,需要的时候可以把传感器拉出水面来进行维护和处理。

 

 

    如果斜坡比较长,用悬空支架法安装,可能不太稳固,可以采用“有轨滑梯”法安装,从梯形渠道顶部铺设有轨滑梯到渠道底部,移动平台通过滑轨跟有轨滑梯固定,并且可以上下移动。传感器就固定在滑梯上。
这种方式特别方便平时的检查和维护。
 

 
三、产品使用注意事项
1.  传感器和其他设备之间的通过电缆连接,应沿着渠道底部或者渠道内壁由传感器下游方向引出水面。
2.  电缆必须套管保护(PVC、PR、镀锌管等),不能让水流直接冲击电缆,套管要跟支架或者渠道壁固定。
3.  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,必须使用0.5平方毫米以上的屏蔽电缆。
4.  在灌溉渠道内使用无线传输器,天线必须引出仪表箱外,同时要做好避雷措施,以免让天线变成雷电击打的目标。
5.  不要人为拉扯、甩动电缆,也不要撞击传感器壳体。
6.  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。
7. 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。
 
超声波多普勒流速仪MODBUS通讯协议V1.7版
 
MODBUS—RTU方式通讯协议
1、硬件采用RS—485,主从式半双工通讯,其他设备呼叫从机地址,从机应答方式通讯。
2、数据帧 10位,1个起始位,8个数据位,1个停止位,无校验。
波特率:1200 2400 4800 9600(默认为9600)
3、功能码03H:读寄存器值
其他设备发送:
1 2 3 4 5 6 7 8
ADR 03H 起始寄存器高字节 起始寄存器低字节 寄存器数量高字节 寄存器数量低字节 CRC码低字节 CRC码高字节
 
第1字节ADR:   从机地址码(001~254)
第2字节03H:   读寄存器值功能码
第3、4字节:   要读的寄存器开始地址
第5、6字节:   要读的寄存器数量
第7、8字节:   从字节1到6的CRC16校验
 
当从机接收正确时,从机回送:
1 2 3 4、5 6、7   M-1、M M+1 M+2
ADR 03H 字节总数 寄存器数据1 寄存器数据2 。。。 寄存器数据M CRC码低字节 CRC码高字节
 
第1字节 ADR: 从机地址码(001~254)
第2字节 03H: 返回读功能码
第3字节    : 从4到M(包括4及M)的字节总数
第4到M字节: 寄存器数据
第M+1、M+2字节:从字节1到M的CRC16校验
 
当从机接收错误时,从机回送:
1 2 3 4 5
ADR 83H 信息码 CRC码低字节 CRC码高字节
 
第1字节 ADR:从机地址码(001~254)
第1字节 83H:读寄存器值出错
第3字节 信息码:见信息码表
第4、5字节:从字节1到3的CRC16校验
 
4、功能码06H:写单个寄存器值
其他设备发送:
1 2 3 4 5 6 7 8
ADR 06 寄存器地址高字节 寄存器地址低字节 数据高字节 数据低字节 CRC码低字节 CRC码高字节
 
当从机接收正确时,从机回送:
1 2 3 4 5 6 7 8
ADR 06 寄存器高字节 寄存器低字节 数据高字节 数据低字节 CRC码低字节 CRC码高字节
 
当从机接收错误时,从机回送:
1 2 3 4 5
ADR 86H 错误信息码 CRC码低字节 CRC码高字节
 
第1字节 ADR:从机地址码(001~254)
第1字节 86H: 写寄存器值出错功能码
第3字节 信息码:见信息码表
第4、5字节:从字节1到3的CRC16校验
 
5、功能码10H:连续写多个寄存器值
其他设备发送:
1 2 3 4 5 6 7
ADR 10H 起始寄存器地址高字节 起始寄存器地址低字节 寄存器数量高字节 寄存器数量低字节 数据字节总数
 
8、9 10、11 N、N+1 N+2 N+3
寄存器数据1 寄存器数据2 寄存器数据M CRC码低字节 CRC码高字节
 
当从机接收正确时,从机回送:
1 2 3 4 5 6 7 8
ADR 10H 起始寄存器地址高字节 起始寄存器地址低字节 寄存器数量高字节 寄存器数量低字节 CRC码低字节 CRC码高字节
 
 
当从机接收错误时,从机回送
1 2 3 4 5
ADR 90H 错误信息码 CRC码低字节 CRC码高字节
第1字节 ADR:    从机地址码(001~254)
第1字节 90H:    写寄存器值出错功能码
第3字节 信息码: 见信息码表
第4、5字节:     从字节1到3的CRC16校验
 
6、寄存器定义表:(注:寄存器地址编码为16进制)
寄存器地址 内容说明 只读 寄存器地址 内容说明 只读
0000 水深瞬时值(4字节浮点数高2字节) 0001 水深瞬时值(4字节浮点数低2字节)
0002 保留 0003 保留
0004 保留 0005 保留
0006 保留 0007 保留
0008 保留 0009 保留
000A 温度瞬时值(4字节浮点数高2字节) 000B 温度瞬时值(4字节浮点数低2字节)
000C 流速瞬时值(4字节浮点数高2字节)   000D 流速瞬时值(4字节浮点数低2字节)  
000E
 
保留   000F 保留  
0012 保留   0013 保留  
0014 保留   0015 保留  
0016 保留   0017 保留  
0018 保留   0019 保留  
001A 保留   001B 保留  
001C 保留   001D 保留  
001E 保留   001F 保留  
0020 保留   0021 保留  
0022 保留   0023 保留  
0024 保留   0025 保留  
0026 保留   0027 保留  
0028 保留   0029 保留  
002A 保留   002B 保留  
002C 保留   002D 保留  
002E 保留   002F 保留  
0030 保留   0031 保留  
0032 保留   0033 保留  
0034 保留   0035 保留  
0036 保留   0037 保留  
0038 保留   0039 保留  
003A 保留   003B 保留  
003C 保留   003D 保留  
003E 保留   003F 保留  
0040 保留   0041 保留  
0042 保留   0043 保留  
0044 保留   0045 保留  
0046 保留   0047 保留  
 
寄存器地址 内容说明 只读 寄存器地址 内容说明 只读
0048 保留   0049 保留  
004A 保留   004B 保留  
004C 保留   004D 保留  
004E 保留   004F 保留  
0050 保留   0051 保留  
0052 保留   0053 保留  
0054 保留   0055 保留  
0056 保留   0057 保留  
0058 保留   0059 保留  
005A 保留   005B 保留  
005C  保留   005D  保留  
005E  保留   005F  保留  
0060  保留   0061  保留  
0062  保留   0063  保留  
0064  保留   0065  保留  
0066 保留波特率             0067 保留  
0068 保留   0069 保留  
006A 保留   006B 保留  仪表地址  
 
①IEEE—754标准的单精度浮点数
字节地址 +3 +2 +1 +0
浮点数内容 SEEEEEEE EMMMMMMM MMMMMMMM MMMMMMMM
S符号位,“1”表示负,“0”表示正。
E为阶码
M为尾数的小数点部分
例如:浮点数 124.75 = 42F94000H,在内存中的存放格式为:
字节地址 +3 +2 +1 +0
浮点数内容 0 1000010 1 1111001 01000000 00000000
  8字节双精度(double型):符合IEEE—754标准
例如:浮点数 38414.4 =40E2C1CCCCCCCCCC H,在内存中的存放格式为:
字节地址 +7 +6 +5 +4 +3 +2 +1 +0
浮点数内容 SEEEEEEE EEEEMMMM MMMMMMMM MMMMMMMM MMMMMMMM MMMMMMMM MMMMMMMM MMMMMMMM
 
②波特率:  0—2400;1—4800;2—9600;3—19200
③ 寄存器分区域执行读写操作
第一区域 0010 — 001D 只读
第二区域 0022 — 0033 读写
第三区域 0034 — 004B 读写
同一区域内,可单次读(或写)某一参数,也可以批读(或写)本区域内所有参数,不允许跨区域进行读写操作。
④ 所有保留寄存器目前无定义,保留将来升级兼容。
 
7、信息码表
信息码 表示意义 信息码 表示意义
01H 非法的功能码 02H 非法的数据地址
03H 非法的数据值 04H CRC16校验错
05H 接收正确 06H 接收错误
07H 参数错误    
 
8、通讯指令举例说明:
1、读取温度:
发送指令 : 01 03 00 0A 00 02 E4 09
返回指令 : 01 03 04 41 E8 80 00 0F FB   
 红色十六进制数字部分通过转浮点数软件可得温度为:29.06 ℃。
2、读取水深:
发送指令 : 01 03 00 00 00 02 C4 0B
返回指令 : 01 03 04 3E 8A DA BA 0C A6   
 红色十六进制数字部分通过转浮点数软件可得水深为:0.27m
3、读取流速:
发送指令 : 01 03 00 0C 00 02 04 08
返回指令 : 01 03 04 3E D7 8B 37 60 81   
 红色十六进制数字部分通过转浮点数软件可得流速为:0.42 m/s 。


 

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