一、產(chǎn)品和技術(shù)參數(shù)

1.1 產(chǎn)品簡(jiǎn)介

超聲波多普勒流速儀是在管道、渠道或者河流內(nèi)測(cè)量水的流速的設(shè)備，主要應(yīng)用于以下范圍：

洪澇災(zāi)害監(jiān)測(cè)、污水排放、天然的河溪、市政給排水、水量流失/滲入監(jiān)測(cè)、灌溉流程監(jiān)測(cè)、河口和潮汐的研究、漁業(yè)/水利、海岸侵蝕研究、暗渠流程監(jiān)測(cè)、道路排水監(jiān)測(cè)、運(yùn)河流程研究、江河流程監(jiān)測(cè)

圖1.1.1 超聲波多普勒流速儀

可以根據(jù)需要提供電池供電系統(tǒng)，以便在供電不方便的地區(qū)提供電源。

可以根據(jù)需要提供GPRS或RTU無(wú)線傳輸套件，以便在后臺(tái)服務(wù)器上查看現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)到的數(shù)據(jù)。

1.2技術(shù)參數(shù)

結(jié)構(gòu)：分體式;

測(cè)量種類：流速、水深、(水溫測(cè)量是選配功能)

用途：在線式測(cè)量

流速測(cè)量范圍(傳感器以上水深：20cm)：

正流速是+0.03m/s～+5.00m/s;

負(fù)流速是-1.00m/s～-0.03m/s(選配項(xiàng));

可以訂做其他流速范圍。

流速測(cè)量分辨率：1mm/s;

流速測(cè)量精度：測(cè)量流速的±2～3% ;

水深測(cè)量范圍：0.02～3.00m，0.02～10.00m(訂貨前要確認(rèn).大水深);

水深測(cè)量分辨率：1mm

水深測(cè)量精度：0.5%;

溫度范圍：0～60oC;分辨率：0.1oC;

流量范圍：無(wú)流量測(cè)量功能

工作電壓：常規(guī)12～13VDC，.低工作電壓是10.3VDC，.高是14VDC。

輸出信號(hào)：RS485 MODBUS協(xié)議;

無(wú)線傳輸(選配件)：GPRS型RTU無(wú)線傳輸器

傳感器配套電纜長(zhǎng)度：10米;

被測(cè)水道類型：管道，渠道，天然的溪流、河流;

液體酸堿度要求：PH值在6～8之間。

液體溫度要求：0～60℃,非凝固

液體壓力要求：自然環(huán)境狀態(tài)下，1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓

提示：1.水凝固或者接近凝固狀態(tài)下無(wú)法測(cè)量流速。

2.默認(rèn).大水深不能超過(guò)10米，如果要超過(guò)10米需要訂貨前明確告訴廠家。

1.3測(cè)量狀態(tài)和接線

通電后60秒鐘以后計(jì)算出數(shù)據(jù)，之后每10～15秒鐘計(jì)算出一次測(cè)量數(shù)據(jù)。(這里的數(shù)據(jù)不是主動(dòng)上傳的，是被動(dòng)上傳的，需要上位機(jī)發(fā)送查詢命令才能夠得到測(cè)量出來(lái)的數(shù)據(jù)。)

超聲波多普勒流速儀傳感器常規(guī)工作供電是12～13VDC，供電電流120mA。

連續(xù).大工作功耗：14V×120ma=14V×0.12A=1.68W。

電纜是四芯屏蔽線，電源兩根線，485信號(hào)兩根線。

電源線紅色正，白色負(fù)，藍(lán)色是485A，黃色是485B。

1.4 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)圖

圖1.4.1 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)圖

1.5 產(chǎn)品安裝底座

圖1.5.1 傳感器跟安裝底座連接俯視圖

圖1.5.2 傳感器跟安裝底座固定示意圖

超聲波多普勒流速儀傳感器有一個(gè)不銹鋼的安裝底座，底座上的四個(gè)孔是用于跟地面固定，側(cè)面的開口用于抱箍固定傳感器用。

圖1.5.3 傳感器安裝底座說(shuō)明圖

二、產(chǎn)品安裝

2.1 安裝地點(diǎn)的選擇

選擇水流平穩(wěn)處測(cè)量。

水流不平穩(wěn)的地方，多數(shù)情況下是紊流，紊流條件下測(cè)量到的流速是跳動(dòng)的，不穩(wěn)定，誤差會(huì)很大。

圖2.1.1 選擇流速平穩(wěn)的渠道段安裝

2.2 對(duì)上游和下游渠道的要求

理想條件下，流量計(jì)安裝地點(diǎn)的上游有渠道寬度10倍的直渠道，下游有3倍的直渠道。

圖2.2.1 上游直渠道和下游直渠道的要求

上游直渠道的長(zhǎng)度越長(zhǎng)越好，越長(zhǎng)水流就越平穩(wěn)，流速測(cè)量就越接近實(shí)際流速。并且這一段不能有任何阻擋物，比如：閘門、堰槽等，保證傳感器前端水流流態(tài)平穩(wěn)無(wú)紊流。

圖2.2.2 上游直渠道的長(zhǎng)度越長(zhǎng)越好

如果達(dá)不到上游10倍直渠道，.少要有渠道寬度5倍，不能低于5倍。

●舉例：一條矩形渠道的寬度是2米，那么傳感器安裝地點(diǎn)的上游和下游的直渠道分別要有多少米長(zhǎng)度呢?

圖2.2.3 寬度2米渠道的上游和下游直渠道要求

●舉例：一條梯形渠道的上底邊寬度是5米，下底邊寬度是2米，高度是2米，那么渠道寬度應(yīng)該怎么算?

圖2.2.4 梯形渠道寬度如何確定

照汛期.高水位的寬度作為渠道的寬度，如果汛期水位超過(guò)梯形渠道.高處，那么以梯形渠道的上底邊寬度為標(biāo)準(zhǔn)。

如果汛期.高水位寬度是4米，在安裝地點(diǎn)上游要有20-40米的直渠道，下游要有12米的直渠道

圖2.2.5 梯形渠道上游和下游直渠道長(zhǎng)度計(jì)算

2.3 在閘門下游安裝的要求

如果安裝在閘門下游，特別要注意觀察水面情況，是否平穩(wěn)。

圖2.3.1 閘門下游

如果傳感器安裝地點(diǎn)離開閘門的距離已經(jīng)有10倍的渠道寬度，但是水面還是不平穩(wěn)，那就需要加大傳感器距離閘門的距離，只到水流平穩(wěn)為止。

因?yàn)殚l門往下一定距離內(nèi)，一般都有鋼筋混凝土做的渠道，比較規(guī)整，很多現(xiàn)場(chǎng)為了安裝方便，就選擇離閘門下游比較近的距離來(lái)安裝，這種地方一般水流湍急，都是亂流，測(cè)量出來(lái)的數(shù)據(jù)跟實(shí)際流速相差很大。

這種位置，不適合安裝。

圖2.3.2 錯(cuò)誤的安裝點(diǎn)-在閘門出口處安裝

2.4 安裝高度的選擇

首先要確定枯水期水位高度，傳感器要比.低水位再低20厘米。

傳感器應(yīng)盡量安裝于靠近渠底，如果渠底有很多沉淀物、淤泥、水草或者有石頭會(huì)滾動(dòng)，可以抬高安裝位置，避免被沉積物與水草覆蓋探頭，或者被石頭沖擊探頭。

探頭距渠底的理想高度為100mm—250mm，具體要根據(jù)渠道的.低水位確定。

圖2.4.1 傳感器要比.低水位再低20厘米

當(dāng)渠道水位比較高，同時(shí).低水位也比較高，為了安裝方便可以將探頭安裝于.低水位以下0.5倍處即可。

●舉例：.低水位是1.00米，那么可以安裝在從渠道底部往上0.50米處。

圖2.4.2 傳感器安裝在.低水位一半的位置

2.5 水平安裝位置的選擇

20米以下寬度的渠道，如果是矩形渠道，是安裝在整個(gè)渠道寬度的15-20%處。

為什么安裝在這個(gè)位置呢?

因?yàn)榘惭b在這個(gè)位置，.接近整個(gè)渠道水平方向上的平均流速。

圖2.5.1 傳感器安裝在整個(gè)渠道寬度的15～20%

對(duì)于梯形渠道，傳感器安裝在斜坡和底邊交界處，又叫做“坡腳"處。

圖2.5.2 傳感器安裝在梯形渠道的“坡腳"

傳感器要正對(duì)著水流方向，左右偏差不能超過(guò)±3°。

圖2.5.3 傳感器要正對(duì)著水流過(guò)來(lái)的方向

傳感器跟水面要平行。

圖2.5.4 傳感器要跟水面平行

2.6 圓形渠道內(nèi)傳感器安裝

圖2.6.1 圓形管道

在圓形管道內(nèi)，如果有沉積物，把傳感器安裝在沉積物以上避免沉積物覆蓋在傳感器上，對(duì)測(cè)量造成影響。

圖2.6.2 有沉積物管道的安裝位置

在沒有沉積物的管道內(nèi)安裝，可以直接安裝在渠道底部。為了防止水流沖擊變動(dòng)傳感器的安裝位置，傳感器底部有一個(gè)基座，專門用來(lái)固定在管道上。同時(shí)，傳感器要裝在靠近管道的出口，這樣既便于安裝，又利于維修和更換。

2.7 矩形渠道內(nèi)傳感器安裝

矩形渠道內(nèi)安裝，如果可以斷水，讓渠道底部露出來(lái)，可以在渠道底部做個(gè)水泥臺(tái)，水泥臺(tái)上固定好4根螺栓，流速儀的安裝底座可以用螺母直接固定在螺栓上。

這樣安裝的優(yōu)點(diǎn)是：不容易被。

缺點(diǎn)：一旦要維護(hù)，要人下渠道去操作。

圖2.7.1 在水庫(kù)出水口的矩形渠道內(nèi)安裝

在有泥沙淤積的渠道內(nèi)安裝，要抬高安裝位置，減少泥沙淤積對(duì)于測(cè)量造成的影響。

圖2.7.2 在矩形的農(nóng)田灌溉渠道內(nèi)安裝-有泥沙淤泥，有水草

對(duì)于不可以斷水的渠道，可以使用以下的側(cè)面支架安裝。當(dāng)傳感器被淤泥覆蓋，或者有大量垃圾覆蓋，只要把整個(gè)支架跟岸邊的固定支架的螺絲擰開，就可以把傳感器提出水面清理。

圖2.7.3 矩形渠道傳感器支架法安裝

也可以在矩形渠道上架設(shè)測(cè)量用的小橋，把流速儀用支架固定在小橋上測(cè)量。

圖2.7.4 永泰縣白云水庫(kù)安裝在測(cè)橋上

2.8 梯形渠道內(nèi)傳感器安裝

如果可以斷水，就可以像2.7.1圖中一樣安裝。如果不可以斷水，一般在岸邊制作支架，從支架上向下伸出2根懸空桿子，桿子在安裝傳感器的部位交界，然后把傳感器固定在交界處的平臺(tái)上。

2根懸空的桿子跟立桿之間是通過(guò)轉(zhuǎn)軸連接，保證可以上下轉(zhuǎn)動(dòng)，需要的時(shí)候可以把傳感器拉出水面來(lái)進(jìn)行維護(hù)和處理。

2.8.1 梯形渠道內(nèi)安裝示意圖-懸空支架

圖2.8.2 福州市內(nèi)河-懸空支架法安裝

圖2.8.3 福州市內(nèi)河-懸空支架法安裝

如果斜坡比較長(zhǎng)，用懸空支架法安裝，可能不太穩(wěn)固，可以采用“有軌滑梯"法安裝，從梯形渠道頂部鋪設(shè)有軌滑梯到渠道底部，移動(dòng)平臺(tái)通過(guò)滑軌跟有軌滑梯固定，并且可以上下移動(dòng)。傳感器就固定在滑梯上。

這種方式特別方便平時(shí)的檢查和維護(hù)。

2.8.4 梯形渠道內(nèi)安裝示意圖-有軌滑梯

三、產(chǎn)品使用注意事項(xiàng)

1. 傳感器和其他設(shè)備之間的通過(guò)電纜連接，應(yīng)沿著渠道底部或者渠道內(nèi)壁由傳感器下游方向引出水面。

2. 電纜必須套管保護(hù)(PVC、PR、鍍鋅管等)，不能讓水流直接沖擊電纜，套管要跟支架或者渠道壁固定。

3. 傳感器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，防止水及異物進(jìn)入通氣管，或者堵塞通氣管。

連接傳感器上的485或者12VDC電源的電纜，必須使用0.5平方毫米以上的屏蔽電纜。

4. 在灌溉渠道內(nèi)使用無(wú)線傳輸器，天線必須引出儀表箱外，同時(shí)要做好避雷措施，以免讓天線變成雷電擊打的目標(biāo)。

5. 不要人為拉扯、甩動(dòng)電纜，也不要撞擊傳感器殼體。

6. 不要把連接電纜作為承重線，用連接電纜來(lái)懸掛重物。電纜必須是固定在渠道的水泥壁上，不能晃動(dòng)。

7. 供電只能用電池供電，或者太陽(yáng)能供電。如果使用220VAC等市電供電，要用線性電源來(lái)轉(zhuǎn)化為12VDC直流電，不能使用開關(guān)電源。