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& ] C' a5 u! f3 C6 U 多普勒超声波流速仪流量计 ; `5 a% U* {9 G9 a% _
HR7600-2型 6 K7 h3 k, H5 e/ |7 x
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% A0 | ?& p1 q4 ]% { 陕西恒瑞测控系统有限公司 ! N/ u5 r1 Z9 P' c, @
第一章 产品彩照及其简介
3 r+ t- l; i8 C 多普勒超声波流速仪流量计产品根据超声多普勒效应原理测量流速，并可通过压力传感器测量水位和温 度传感器测得水体温度。壳体采用PVC 塑料，能够有效防水密封。 4 D2 e2 j" P3 V/ D, v4 d8 C
◆ 采用 Modbus 通信协议，利用 RS485 总线进行与手持机通信。 5 d6 H4 B" L w+ u
◆ 水下传感器设备安装方便。有金属底座固定装置，安装简单。 . y" }' q5 a5 `: w2 b. K, S Q: n
◆ 设备全部采用电子设计，宽电压供电、低功耗，无机械部件。具有测量 准确、稳定的优点，可靠性高，抗干扰性强。 ' k: g! K8 x+ b% T( X% \, `+ v" y
◆ 应用范围广泛。可以在纯净水到黄河水的各种水环境中应用。 " P1 p: c1 g5 y# G# D3 L- e( }
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7 s& Z/ [, K, X9 }4 H 第二章 产品原理 多普勒超声波流速仪流量计原理：当超声波声源和观察者做相对运动时，观察者接收到的 频率就会和超声波声源频率不同。因此，相对于超声波换能器的随水移动的小颗粒、 小气泡也会使换能器接收频率的改变，且随水中悬浮运动速度的增加而增加， 由此 测出多普勒频移
7 L8 |9 W0 ]4 j* z9 ]/ y) N ，也就测出了多普勒海流仪所处点水的流速。再乘以渠道的截面 积，得到流量信息。
4 Y! L$ Q0 c( r. B6 `1 S 因为多普勒流速测量要用到水中声音传播的速度，而声音在水中传播速度与 水温密切相关，因此设备内置了温度传感器用于温度测量，进而修正声速。 , ]& T8 _: m: u5 R, G- [
液位深度测量采用了压力传感器，测量流速传感器所处位置距离液面的距
1 Y5 f8 T- E; N) F: P+ C 离。
. \+ X& H' W% y( m+ n 第三章 产品技术指标
. n7 M1 d" n5 O2 Q+ O9 N4 g ^9 D# Y 3.1 测量指标 F, n6 U( m$ \- k7 o# h
内容 范围 精度
. G. j+ Z# j: Z; |$ r0 H& }% U 流速范围（m/s） 0.021米/秒～6.00米/秒（～ 12.00米／秒可订制） ±1.0%±1cm/s % e" f! v- D" w7 m- m0 S3 s0 b5 u
水温测量（℃） -10℃～60℃ ±1（℃）
# O8 w7 G1 b V 水深测量范围（m） 0.05米～10米（～100米可订 制） 0.5%±0.5cm 9 d3 _9 Q( D) t) X$ n& J5 F. ?. P
瞬时流量范围： 1升/秒～99.99立方米/秒 & R5 h, [! g; q) I3 y1 z
累计流量 0.1立方米～999999立方米
- ]& l# T% {" N: M5 Q 3.2 性能参数 ' q) X0 V6 B! d4 D; w
电气内容 范围 备注 6 `8 ^1 w) h- X" c/ g4 b0 H
工作电压（V） 7.5V～24VDC
9 D9 u9 U4 q" Y1 {! k1 l- L3 [) v 功耗（mA） <=65毫安（发射瞬间） 12V供电
) f2 |/ l5 j) n$ \ 工作水深（m） 0.1米～10米 , _- d7 c0 I. \5 b% R
数据更新周期（s） 6秒-60 秒 a% E/ l* h5 {9 B0 v4 m
3.3 其他
2 p' c" y' y+ n& B9 W; V& z 测量种类：点流速、液位、温度、流量
v } e+ `4 }% \) i6 b 防护等级：IP68
W" p% W4 C5 b4 y- f 测量方式：在线式 * N/ w2 I) l+ D" y7 ~" F. G
测量原理：声学多普勒法，速度面积法
, P) o+ K* c* J8 ]& V) L 供电方式：电池、太阳能、市电 5 Q. n' {0 R+ I$ w0 S' v$ \
输出信号：Modbus RS485
" t( d4 ^8 k% }: S' i 输出信号内容：点流速、水位、温度 7 w+ R+ A( |2 [% T7 L
内容：瞬时流量 液体酸碱度要求：pH值6~8 液体压力要求：自然环境状态下，1个标准大气压 连续工作功耗：12V*65mA=12V*0.065A≈0.8W * V) X) Z. Z8 w1 [
第四章 安装说明
$ S0 E) e5 i& D 4.1 渠道内安装条件和位置 ; m3 d9 x& `; ]8 O( G% D$ R
1.由于多普勒法流速测量受流体中气泡等因素影响较大的特性，传感器安装位 置需满足峰值流速时该处流体平稳的条件。自然水道，渠道多以距上游5倍于水 道、渠道宽度的位置，距下游3倍于水道、渠道宽度的位置为最低要求，对应20 倍，5倍宽度的位置为宜。
7 b3 Y$ z& s7 D# F* V 2. 在河流、渠道上测量，只需最低液位超传感器以上10厘米，即可测量。
$ h( _/ [, ^( \* J 3.标配型号耐压10米，可定制满足最大100米耐压的需求。
`4 [7 D7 R0 }! W1 @ ^, {. s 4.多普勒法流量计对流体内固体杂质含量要求低于20kg/m³。 7 b: k8 F H4 U8 e# f- Z* C, B4 r
5.标配型号可测最大流速为6.0米／秒，可定制满足10.0米／秒的需求。 & _& D+ P( [8 q( P0 r1 y+ _8 J
6.若安装位置紊流现象严重，在缺少率定数据支持的情况下可能会对测量结果 产生较大误差。建议选取流体平稳流动位置（需考虑流量峰值，流体内固体杂质等 因素）部署传感器，也可咨询我司了解单波束多普勒剖面流量计（ADCP)的产品 特性。 # K# @9 c0 S* d6 z7 z1 s
7.传感器垂直安装位置以避免渠底泥沙沉积物掩埋，水生植物缠绕和石头碰撞 等情况的原则下尽量靠近渠底，同时需考虑液位高度。距渠底10厘米至25厘米为 宜。 7 }' m# D. I6 Z. |( m3 P
8.传感器需水平安装。 5 t6 t& K+ D9 @: Q4 f$ X) Q
9.传感器需与水流方向平行，探头所对方向需与水流方向 - A5 u6 ?+ m. M2 F# R J
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) M) ?: s7 c2 \ 水流平稳的渠道
9 N$ X" b: B: W; F 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。
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+ Y/ K7 r3 R& ?/ D7 c, x 传感器安装点上游和下游直渠道要求
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传感器安装点上游和下游直渠道要求
V4 l3 w- V1 ^0 e% C1 N 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。最低要求是上游5倍的直渠道，下游3倍的直渠道。 # ]; ]: \/ G6 Y
如下图实例：因为在山区，多为弯渠，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。
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. r" `9 u# y3 X 错误安装示例：传感器安装点上游直渠道达不到20倍的要求 , `& z+ m" q6 {
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。
^+ Z6 p: a0 e7 R 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。 0 l \3 l$ j3 D- i1 t. ~ Y
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3 K5 Q0 j+ G7 p* z 闸门现场水流情况 6 T1 C' c- r0 S4 g/ }% g1 A! e
下图为实际安装位置，是距闸门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。 j0 U' M$ F: o" s, T
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确定安装高度 3 e2 j7 b/ b5 e- c- {% T. f1 i
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
; V2 |4 C9 F% Q. p7 V8 B0 ?: `, c7 g 定。 ) z* q9 `2 Y" \- w4 D
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 & y& t+ t/ i) v3 v6 g: B
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。
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2 B$ f7 Q& X; N/ W. Z/ `+ s! a. s& o 最低水位比传感器高10厘米以上 # g" q* R' M4 ?& o+ W8 P1 d$ K
水平安装位置的选择 8 A- _! I0 G+ d3 B D& x
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%
# S0 y. {( B, k a: l 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。
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矩形渠道安装位置要求
. g# J7 x8 I% ?: l8 N! Q5 c 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10厘米。 % a3 D5 x! j) Q5 {# {: B( [4 I
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梯形渠道安装位置要求 传感器要正对着水流方向 ' l+ K% c" |0 n- X
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传感器水平安装要求 ! l$ j; P/ x- r* L m9 h& @
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- g( w2 _) \2 H' U' s& o 传感器水平安装要求
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4.2 管道或者涵洞内安装条件和位置
: @ M' B. s$ h3 L( x+ J ①管道内安装，只要最低水位超过传感器以上10厘米，管道内径＞300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。
" o r. B' g9 V+ M" a' e) u7 P# `* s 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；
$ L1 G! F# c" [$ ?* n, \/ ? 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 ( ^" j( [, ^) ?- n6 F Z6 p
传感器要有管道内径5倍以上距离。 ! Z1 O# `/ R1 F, o% s) U& u
4.3 河道内安装条件和位置 / c! h- r# f0 n* b
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。
. n0 [2 X7 b$ J# F4 o4 J) R 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（或选用我司声学多普勒剖面流量计产品）。最少需要3个传感器，在河岸两 边和中间各装一个。 ; Q- f& X& A T( V- j
比如把一个30米的河道平均分为10等分。 ; A. {5 ~: {8 z, X4 Y
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1 x, j# j3 D, b) U 对河道进行等宽划分
6 J( `/ h9 J4 }9 M8 l, i2 x) w/ M 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。
+ G# W+ c& ~- Y. z- B0 J 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。
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安装5个传感器的示图
6 u" T3 N8 s# u) K5 ]2 j# T3 Z ②要确保安装点旱季的最低水位比传感器高10厘米。 5 C5 O' R; o$ p& W H
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。
; Q8 H! a3 {$ [, O: D8 N- [ 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。 . l7 }7 }% T) M1 L$ Q6 g# @
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& ?& F: i! f, f; [. \ A( i$ _ 周围没有支撑物的开阔河道 + \6 x! m$ U Z, k- l' s' t1 G9 C S
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。 + b" @) i% f" ~- D' A: E! b
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水位很浅并且有石头流过的渠道
+ H. U5 ^" m' ~: x9 Y" W 4.4 渠道内现场安装支架及布线
; |' S' w( P. L9 _3 W) y 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！
9 u& H) L+ k0 h+ L 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 ) x, y c. y3 n0 h, W
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。
: Q: j; c: h3 N; @ 在可以断水的前提下，传感器可以固定于渠道底部。 & ^, s: V" b }8 p. n* N
4.5 管道内现场安装支架及布线 + u; a+ F" p9 j U V
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。 4 ^. g K( A9 a# v+ y
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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 & s! O* A+ V* j- x9 U: x$ D: ]
管内通向主机： - J+ E/ [, c" y% n% [1 e+ t
1000毫米污水排放管道安装实物图 + P( d, Q: l$ p
4.6 河道内现场安装支架及布线
5 {. r$ [$ B" P; K8 `5 C 在河道内安装，也是通过侧面的支架来安装。
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在河道内安装 , ~) a2 @ M# Y. [
●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。
/ ]. K" N9 [" e4 G; I8 Z) a: |8 x ●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。
/ `7 _! T, u( O$ v! o8 `: \6 j9 [ G ●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
$ `1 ~" d7 ^' H# }! e4 A 用两根2芯屏蔽电缆连接。 $ b. j* a: m9 Q
●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。 8 `! Z$ f1 l1 r
●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。 % w* v/ C v4 u* o
●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。
3 L: S% U' k# Y/ l ●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。 ) n" Q6 m0 O" W# ^1 z0 ~
4.7 安装步骤3 K/ g1 I( Y" t# Q: L4 N
①安装固定支架，确保在最大流速2倍的条件下还可以稳定可靠固定。 ' Q5 ]$ H( |3 t4 R" k) \2 q
②传感器跟安装底座固定。
% q# k; ~6 M" e1 x 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。
, |* ~ E' j% m4 S2 R- j 否则时间长了，传感器出线肯定会断裂！！！ 3 }6 c& T% y4 `
④通过笔记本电脑发送指令查看测量数据
& l8 x% b' \& {, ^ 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。 & Y1 t7 r& y) g; ?8 W% }
⑥清洁传感器上游存在的垃圾。
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