超聲波多普勒流速儀使用說明書

            提示：由于產(chǎn)品在不斷更新，產(chǎn)品說明書和安裝說明書不能保證跟最新的產(chǎn)品一致。產(chǎn)品本身和使用說明如有所變化將不能通知到每一位客戶，如有需要請直接跟我公司銷售人員聯(lián)系。變化的部分包含但不限于以下部分：
1.產(chǎn)品的功能、結(jié)構(gòu)、形狀、顏色等。
2.軟件的功能、結(jié)構(gòu)、顯示方式、操作習慣等。

一、產(chǎn)品和技術(shù)參數(shù)
1.1  產(chǎn)品簡介
超聲波多普勒流速儀是在管道、渠道或者河流內(nèi)測量水的流速的設(shè)備，主要應(yīng)用于以下范圍：
·洪澇災(zāi)害監(jiān)測
·污水排放
·天然的河溪
·市政給排水
·水量流失/滲入監(jiān)測
·灌溉流程監(jiān)測
·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
·道路排水監(jiān)測
·運河流程研究
·江河流程監(jiān)測

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無線傳輸套件，以便在后臺服務(wù)器上查看現(xiàn)場檢測到的數(shù)據(jù)。
1.2技術(shù)參數(shù)
結(jié)構(gòu)：分體式；
   測量種類：流速、水深、(水溫測量是選配功能)
   用途：在線式測量
流速測量范圍(傳感器以上水深：20cm)：
   正流速是+0.03m/s～+5.00m/s；
   負流速是-1.00m/s～-0.03m/s(選配項)；
   可以訂做其他流速范圍。
流速測量分辨率：1mm/s；
流速測量精度：測量流速的±2～3% ；
水深測量范圍：0.02～3.00m，0.02～10.00m(訂貨前要確認最大水深)；
水深測量分辨率：1mm
水深測量精度：0.5%；
溫度范圍：0～60ºC；分辨率：0.1ºC；
流量范圍：無流量測量功能
工作電壓：常規(guī)12～13VDC，最低工作電壓是10.3VDC，最高是14VDC。
輸出信號：RS485 MODBUS協(xié)議；
無線傳輸(選配件)：GPRS型RTU無線傳輸器
傳感器配套電纜長度：10米；
被測水道類型：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個標準大氣壓
提示：1.水凝固或者接近凝固狀態(tài)下無法測量流速。        
            2.默認最大水深不能超過10米，如果要超過10米需要訂貨前明確告訴廠家。

1.3測量狀態(tài)和接線
通電后60秒鐘以后計算出數(shù)據(jù)，之后每10～15秒鐘計算出一次測量數(shù)據(jù)。(這里的數(shù)據(jù)不是主動上傳的，是被動上傳的，需要上位機發(fā)送查詢命令才能夠得到測量出來的數(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)最大工作功耗：14V×120ma=14V×0.12A=1.68W。
電纜是四芯屏蔽線，電源兩根線，485信號兩根線。
電源線紅色正，白色負，藍色是485A，黃色是485B。









超聲波多普勒流速儀傳感器有一個不銹鋼的安裝底座，底座上的四個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。



二、產(chǎn)品安裝
2.1 安裝地點的選擇
   選擇水流平穩(wěn)處測量。
水流不平穩(wěn)的地方，多數(shù)情況下是紊流，紊流條件下測量到的流速是跳動的，不穩(wěn)定，誤差會很大。


2.2 對上游和下游渠道的要求
理想條件下，流量計安裝地點的上游有渠道寬度10倍的直渠道，下游有3倍的直渠道。



上游直渠道的長度越長越好，越長水流就越平穩(wěn)，流速測量就越接近實際流速。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)無紊流。


如果達不到上游10倍直渠道，最少要有渠道寬度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的上游和下游的直渠道分別要有多少米長度呢？


●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？

照汛期最高水位的寬度作為渠道的寬度，如果汛期水位超過梯形渠道最高處，那么以梯形渠道的上底邊寬度為標準。
如果汛期最高水位寬度是4米，在安裝地點上游要有20-40米的直渠道，下游要有12米的直渠道

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)。


如果傳感器安裝地點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。
因為閘門往下一定距離內(nèi)，一般都有鋼筋混凝土做的渠道，比較規(guī)整，很多現(xiàn)場為了安裝方便，就選擇離閘門下游比較近的距離來安裝，這種地方一般水流湍急，都是亂流，測量出來的數(shù)據(jù)跟實際流速相差很大。
這種位置，不適合安裝。

2.4 安裝高度的選擇
首先要確定枯水期水位高度，傳感器要比最低水位再低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、水草或者有石頭會滾動，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)渠道的最低水位確定。

   當渠道水位比較高，同時最低水位也比較高，為了安裝方便可以將探頭安裝于最低水位以下0.5倍處即可。
●舉例：最低水位是1.00米，那么可以安裝在從渠道底部往上0.50米處。

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，是安裝在整個渠道寬度的15-20%處。
   為什么安裝在這個位置呢？
   因為安裝在這個位置，最接近整個渠道水平方向上的平均流速。


對于梯形渠道，傳感器安裝在斜坡和底邊交界處，又叫做“坡腳”處。


傳感器要正對著水流方向，左右偏差不能超過±3°。




2.6 圓形渠道內(nèi)傳感器安裝


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，對測量造成影響。


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傳感器的安裝位置，傳感器底部有一個基座，專門用來固定在管道上。同時，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，可以在渠道底部做個水泥臺，水泥臺上固定好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)點是：不容易被盜取。
缺點：一旦要維護，要人下渠道去操作。

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



   對于不可以斷水的渠道，可以使用以下的側(cè)面支架安裝。當傳感器被淤泥覆蓋，或者有大量垃圾覆蓋，只要把整個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。

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


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上。
2根懸空的桿子跟立桿之間是通過轉(zhuǎn)軸連接，保證可以上下轉(zhuǎn)動，需要的時候可以把傳感器拉出水面來進行維護和處理。





   如果斜坡比較長，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，移動平臺通過滑軌跟有軌滑梯固定，并且可以上下移動。傳感器就固定在滑梯上。
這種方式特別方便平時的檢查和維護。



三、產(chǎn)品使用注意事項
1.  傳感器和其他設(shè)備之間的通過電纜連接，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(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)有通氣導管，因此注意不得將其彎折。當通信電纜線引出水面后，可接普通的電纜線，此時應(yīng)使通氣導管開口方向朝下，防止水及異物進入通氣管，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)使用無線傳輸器，天線必須引出儀表箱外，同時要做好避雷措施，以免讓天線變成雷電擊打的目標。
5.  不要人為拉扯、甩動電纜，也不要撞擊傳感器殼體。
6.  不要把連接電纜作為承重線，用連接電纜來懸掛重物。電纜必須是固定在渠道的水泥壁上，不能晃動。
7. 供電只能用電池供電，或者太陽能供電。如果使用220VAC等市電供電，要用線性電源來轉(zhuǎn)化為12VDC直流電，不能使用開關(guān)電源。

超聲波多普勒流速儀MODBUS通訊協(xié)議V1.7版

MODBUS—RTU方式通訊協(xié)議
1、硬件采用RS—485，主從式半雙工通訊，其他設(shè)備呼叫從機地址，從機應(yīng)答方式通訊。
2、數(shù)據(jù)幀 10位，1個起始位，8個數(shù)據(jù)位，1個停止位，無校驗。
波特率：1200 2400 4800 9600（默認為9600）
3、功能碼03H：讀寄存器值
其他設(shè)備發(fā)送：

第1字節(jié)ADR：   從機地址碼（001～254）
第2字節(jié)03H：   讀寄存器值功能碼
第3、4字節(jié)：   要讀的寄存器開始地址
第5、6字節(jié)：   要讀的寄存器數(shù)量
第7、8字節(jié)：   從字節(jié)1到6的CRC16校驗

當從機接收正確時，從機回送：

第1字節(jié) ADR： 從機地址碼（001～254）
第2字節(jié) 03H： 返回讀功能碼
第3字節(jié)    ： 從4到M（包括4及M）的字節(jié)總數(shù)
第4到M字節(jié)： 寄存器數(shù)據(jù)
第M+1、M+2字節(jié)：從字節(jié)1到M的CRC16校驗

當從機接收錯誤時，從機回送：

第1字節(jié) ADR：從機地址碼（001～254）
第1字節(jié) 83H：讀寄存器值出錯
第3字節(jié) 信息碼：見信息碼表
第4、5字節(jié)：從字節(jié)1到3的CRC16校驗

4、功能碼06H：寫單個寄存器值
其他設(shè)備發(fā)送：

當從機接收正確時，從機回送：

當從機接收錯誤時，從機回送：

第1字節(jié) ADR：從機地址碼（001～254）
第1字節(jié) 86H： 寫寄存器值出錯功能碼
第3字節(jié) 信息碼：見信息碼表
第4、5字節(jié)：從字節(jié)1到3的CRC16校驗

5、功能碼10H：連續(xù)寫多個寄存器值
其他設(shè)備發(fā)送：

當從機接收正確時，從機回送：

當從機接收錯誤時，從機回送

第1字節(jié) ADR：    從機地址碼（001～254）
第1字節(jié) 90H：    寫寄存器值出錯功能碼
第3字節(jié) 信息碼： 見信息碼表
第4、5字節(jié)：     從字節(jié)1到3的CRC16校驗

6、寄存器定義表：（注：寄存器地址編碼為16進制）

①IEEE—754標準的單精度浮點數(shù)

S符號位，“1”表示負，“0”表示正。
E為階碼
M為尾數(shù)的小數(shù)點部分
例如：浮點數(shù) 124.75 = 42F94000H，在內(nèi)存中的存放格式為：

 8字節(jié)雙精度（double型）：符合IEEE—754標準
例如：浮點數(shù) 38414.4 =40E2C1CCCCCCCCCC H，在內(nèi)存中的存放格式為：

②波特率：  0—2400；1—4800；2—9600；3—19200
③ 寄存器分區(qū)域執(zhí)行讀寫操作
第一區(qū)域 0010 — 001D 只讀
第二區(qū)域 0022 — 0033 讀寫
第三區(qū)域 0034 — 004B 讀寫
同一區(qū)域內(nèi)，可單次讀（或?qū)懀┠骋粎��?shù)，也可以批讀（或?qū)懀┍緟^(qū)域內(nèi)所有參數(shù)，不允許跨區(qū)域進行讀寫操作。
④ 所有保留寄存器目前無定義，保留將來升級兼容。

7、信息碼表

8、通訊指令舉例說明：
1、讀取溫度：
發(fā)送指令 ： 01 03 00 0A 00 02 E4 09
返回指令 ： 01 03 04 41 E8 80 00 0F FB  
紅色十六進制數(shù)字部分通過轉(zhuǎn)浮點數(shù)軟件可得溫度為：29.06 ℃。
2、讀取水深：
發(fā)送指令 ： 01 03 00 00 00 02 C4 0B
返回指令 ： 01 03 04 3E 8A DA BA 0C A6  
紅色十六進制數(shù)字部分通過轉(zhuǎn)浮點數(shù)軟件可得水深為：0.27m
3、讀取流速：
發(fā)送指令 ： 01 03 00 0C 00 02 04 08
返回指令 ： 01 03 04 3E D7 8B 37 60 81  
紅色十六進制數(shù)字部分通過轉(zhuǎn)浮點數(shù)軟件可得流速為：0.42 m/s 。