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双声道系列

该系列产品具有测量精度高,超低耗电。工作稳定可靠等优点,并且水表的每一个零部件都是按照IP68标准设计的,可适用于各种恶劣的工作环境。广泛应用于城市供水,水资源管理,农业灌溉,园林管理,工业生产、工业自动控制等行业,是用水管理技术的一次重大革新。
没有此类产品
详细介绍

一、绪论  

      欢迎您选择使用性能优异、功能多、采用了多项专利技术的超声波流量计/热量表。超声波流量计/热量表同时支持单声道与双声道,采用最新32位处理器Cortex-M4为CPU,具有运算块,浮点运算能力强等优点;超声波流量计/热量表适用于工业环境下连续测量不含大浓度悬浮粒子或气体的绝大多数清洁均匀液体的流量和热量。

超声波流量计/热量表具有如下典型特点:

1. 同时支持单声道与双声道,并且当一个声道异常或者不接时,可以依据信号质量,自动切换为单声道运行;

2. 采用最新32位Cortex-M4内核CPU作为处理器核心,使用64位浮点运算,计算不丢失精度;

3. 采用高速ADC对超声波信号进行采集,具有超声波波形还原与重构技术;采用精度时间测量芯片,超声波飞行时间精度可达22皮秒;

4. 单板、全贴片工艺,全部使用SMT机器焊接,大大降低了电路板虚焊、漏焊、短路等问题。

      超声波流量计/热量表使用了最新的著名国际半导体厂商,例如ST、ADI、TI、安森美等,生产的超大规模集成电路设计而成。硬件数目少,低电压工作,多脉冲发射,低功耗,高可靠性,抗干扰,适用性好。优化的智能信号自适应处理,用户无需任何电路调整,就像使用万用表一样方便简单。

       本手册针对超声波流量计/热量表,对该系列产品的多种机型的功能、安装及操作进行了详细的介绍。

 

1.1 超声波流量计/热量表特点

       超声波流量计/热量表是基于微处理器技术,自身完备的流量测量仪表,与其它常规类型超声波流量计/热量表或其它超声波流量计/热量表相比,除具有高精度、高可靠性、高性能、低价格的显著特点外,还具有诸多特点与功能,其典型特点与功能如下所示。

* 0.5%线性度,0.2%重复性                       

* 非导电/特殊介质测量

* 低电压多脉冲平衡发射接收                     

* 正向/负向/净累积器

* 隔离RS-485接口,支持MODBUS RTU     

* 抗干扰设计,电气隔离的直流电源供电

* 内置热量测量/热量计                             

* 内置批量/定量控制器

* 2路二线制PT1000铂电阻输入电路           

* 压铸铝外壳(固定式)     

* 1路模拟4-20mA输出                              

* 可选直流/交流/220交流供电   

* 每个周期采样次数提高到128次           

* 内部64位浮点数据处理       

* OCT频率信号输出                             

* 22皮秒时差测量分辨率

       超声波流量计/热量表采用世界上先进的集成电路及微处理器实现智能控制,生产过程中无需调整任何元器件参数,全部STM焊接,产品一致性好,保证每一台出厂的机器都达到最佳性能、最好工作状态。

 

1.3 接线图

PT_UP:PT1000传感器,热量表热端PT1000电阻
PT_DN: PT1000传感器,热量表冷端端PT1000电阻
OCT+/-: OCT输出
UP1+/-,DN1+/-:第一声道传感器
E:所有传感器的屏蔽线
UP1+/-,DN1+/-:第二声道传感器
485A/B: RS485通信线
AO+/-: 4~20mA输出
24V+/-:外部24V直流电源
L/N/G: 外部220V交流电源
外部220V千万不要接入24V,否则烧毁
 
 
1.4  主要性能指标   

项目

性能,参数

 

精 度

1.0 级

重 复 性

0.2%

流速范围

(0.25 ~ ±12)m/s。

测量原理

超声波传播时差原理,32位CPU工作,8字节双浮点运算。

测量周期

50mS. (每秒20次,每个周期采集64组数据)。

显    示

2×10或者4*8背光型汉字液晶显示器,低功耗为段码液晶显示。

操   作

4×4轻触键盘/4按键输入。

输   入

2路二线制PT1000铂电阻输入回路,可实现热量计量功能

输    出

电流信号:4~20mA, 阻抗0~500W,浮空,精度0.1%FS。

脉冲信号:正、负、净流量及热量累计脉冲OCT输出。

数据接口:标准隔离RS-485接口。

其他功能

记忆日、月、年累积流量。

故障自诊断功能;网络工作方式等。

传 感 器

外夹式:小型标准S2型,适用于管径DN15~DN100mm

中型标准M2型,适用于管径DN50~DN700mm

大型标准L2型,适用于管径DN300~DN6000mm

插入式:测量管道材质不限(可焊接、不可焊接都可以)适用于管径DN80以上。

标准管段式:适用于管径DN50-DN1000,整机测量精度±0.5%。

电缆长度

可加长至300m(超过此长度请同厂家联系)。

管道

衬   材

钢、不锈钢、铸铁、硬质塑料、水泥管等一切质地密致管道,允许有衬里。

内   径

15mm - 6000mm。

直管段长度

上游≥10D,下游≥5D,距泵出口处≥30D

 

种   类

水、海水、酸碱液、食物油、汽、煤、柴油、原油、酒精、啤酒等能传播超声波的均匀液体。

浊  度

≤10000 ppm, 且气泡含量小。

温   度

(-40~160)℃。

流   向

正反双向计量。

 

温   度

主机:-10-70℃ (大于此温度范围要求请与厂家联系)

探头:-40℃~ +160℃

湿   度

主机:85%RH

探头:可浸水工作,水深≤3米。

电    源

DC18-36V ,AC220V供电方式。

 

二、开始安装测量

2.1 供电电源 用户应该特别注意:

      若是交流(AC220V)供电的主机插入直流电源,或者直流(DC24V)供电的主机接入AC220V电源,就会把超声波流量计/热量表烧毁。

      TDS-100型主机可同时支持DC24V和AC220V,但是其接线对应与不同的接线端子。

2.2 键盘输入与操作

      超声波流量计/热量表均可以支持4*4键盘输入(低功耗或者4按键超声波流量计/热量表可以使用上位机软件输入),键盘如下图所示, 0 ~ 9 和 . 键用于输入数字或菜单号; ◄ 键用于左退格或删除左面字符;▲/+和▼/-用于进入上一菜单或下一菜单,在输入数字时,相当于正负号键;ENT 键(以下简称Ent键),为回车键,也可称为确认键,用于“确认”已输入数字、所选择内容或者菜单窗口;另一个功能是在输入参数前按此键用于进入“修改”状态;MENU 键(以下简称为M键)用于访问菜单,依次键入M键1111进入分组、ENT、▲/+和▼/-、ENT进入到相应分组,MENU窗口地址码、Ent键,即可进入数字对应的菜单窗口。

       超声波流量计/热量表采用了窗口化软件设计,所有输入参数、仪器设置和显示测量结果统一细分为多个独立的窗口表示,使用者通过“访问”特定的窗口即可达到输入参数、修改设置或显示测量结果的目的,见窗口详解一章说明。

       访问窗口的快捷方法是在任何状态下,键入MENU 1111键,ENT,使用按键▲/+和▼/- 及ENT 键,再键入MENU及对应窗口好即可,详见窗口列表。

       窗口显示分为五组:(1)流量热量显示;(2)参数设置与调试;(3)输出输入设置;(4)流量修正设置;(5)热量计量设置

       访问窗,,键入MENU1111,进入显示分组,键入ENT,操作▲/+和▼/-进行上下切换分组,再键入ENT进入选中分组。如果需要修改数值,可直接键入数值键然后回车ENT ,也可键入回车ENT 后,再键入数字键,然后再回车ENT 确认。

       例如欲输入管道内径参数为219,按键如下:MENU 1111 ENT ,进入分组选择,再按▼/-进入到内径选项,所显示的数值是上次输入的值,直接键入数字键如下: 2 1 9 .ENT 

       访问选择型窗口,可以查看对应所选择的选择项。如果欲进行修改,必须先键入回车ENT ,这时屏幕左边将出现“>”,表示进入可修改选择状态。使用者可使用▲/+和▼/- 键移出所要的选择值后,键入ENT键确认。如管道的材质是不锈钢,键入MENU 204 ENT进入204号窗口,键入ENT ,进入修改状态。这时可使用▲/+和▼/- 键移出 “1. 不锈钢”选项,键入ENT 键确认。

       一般情形下,如果想进行“修改”操作,必须先键入ENT 键(数字型窗口可以省掉)如果出现键入ENT键后,不能进入修改状态的情况,是不可修改的数据(纯显示型)。

2.3 窗口简介

       超声波流量计/热量表的特色是全部使用窗口操作,采用分组显示方法,可以选择不同的窗口显示。

       窗口主要分组为:流量热量显示、参数设置与调试、输出输入设置、流量修正设置、热量计量设置 。其各个分组说明如下: 

1.流量显示:用于显示窗口,显示瞬时流量、正累积流量、负累积流量、净累积流量、瞬时流速、供回水温度、日期时间等。

2. 参数设置与调试:设置传感器类型,管道外径、管壁厚度、流体种类、探头类型、探头安装方法等参数,显示安装距离、信号、传输时间比等。

3. 输出输入设置:RS485、4-20mA、OCT输出的设置;4-20mA输入的设置。

4. 流量修正设置:阻尼、低流速切除值、静态置零、手工零点、仪表因子等设置。

5. 热量计量设置。

       还有一些窗口分组是有关硬件调试操作的,只用于厂家调试。

2.4 快速输入管道参数和步骤

       常规测量时需要输入下列参数:

1. MENU 1111 ENT进入分组切换。

2. ENT ▼/- 进入参数设置分组。

3.参数设置与信号调试

(1)传感器类型(主机支持多种探头),传感器主要有插入式、外夹式或者参数已经写入设备的特定的传感器;如果传感器为管段一体式管段且参数没有写入设备,如DN100,DN200,则传感器类型选择插入式;已经写入特殊参数的管段一体式管段除外。

(2)安装方法。

(3)设置管段内径

(4)设置管壁厚度

(5)管道材质类型

(6)管道衬里选择

(7)流体种类

(8)传感器安装距离

(9)声道1:信号质量 Q 实际距离与理论距离传输时间比 T

(10)声道1:信号强度、质量

(11)声道2:信号质量 Q 实际距离与理论距离传输时间比 T

(12)声道2:信号强度、质量

(13)显示Q(信号质量),T(时间传输比);一般情况下要求Q(信号质量)大于80,时间传输比T在100±3%以内。

三、怎样使用

3.1 判断超声波流量计/热量表工作是否正常

> M1111->参数设置分组

> M220: 如果Q>80, 97%40,则仪表第一声道正常工作

> M230: 如果Q>80, 97%40,则仪表第二声道正常工作

3.2 怎样实现流量累积器清零

       累积流量清出需要密码,密码请同生产厂家联系。

3.3 怎样恢复出厂设置

       使用M9999可以恢复出厂设置,但用户标定系数网络地址等项目会保留用户所输入的值。

3.4 怎样使用阻尼器稳定流量显示

       阻尼器的作用是稳定流量显示,其本质是一节滤波器,进入流量修正分组键入M400号窗口中输入时间常数。常数越大越稳定。但太大时会造成测量显示滞后太大,数值显示太迟钝,特别是当实际流量变化剧烈时,造成所显示的流量值不能及时跟随实际流量的变化。所以一般情形下,该值取较小的值,一般取3~10秒。

       该窗口属于数据型输入窗口,操作方法是进入此窗口后,直接输入时间常数,键入ENT确认。

3.5 怎样使用零点切除避免无效累积

       进入流量修正分组键入M401号窗口设置始动流速,系统把流速绝对值低于此值的流量视为“0”对待。这样可设置此参数,避免真实流量为“0”时,超声波流量计/热量表产生的测量误差进行虚假的累积。一般情况下,设置此参数为0.03m/s。

       当流速大于始动流速所表示的流速时,始动流速值和测量结果无关,绝不影响测量结果。

3.6 设置零点提高测量精度

       在测量为“0”时,各种测量仪器都会产生一个“零点”,即显示的测量值不等于“0”,该值就称为“零点”。对任何测量仪器来讲,其存在的零点越小越好。反之如果一台仪器零点太大,则说明其内在质量差。

       如果零点不为“0”,就会产生测量误差。并且所测量的物理量越小,零点引起的误差越大。只有当零点同被测物理量相比小到一定程度时,才能忽略零点引起的误差。

       对超声波流量计/热量表来讲,当流量较小时,零点引起的误差就不能忽略。需要进行零点设置,以提高小流量测量精度。

       确认超声波流量计/热量表处于正常工作状态,且流体处于静止状态超过1分钟,进入流量修正分组,使用M402超声波流量计/热量表切换至“自动计算中…”状态,此时第一声道开始自动零点计算,当第一声道切换完成时,使用M402界面显示“已切除”;使用相同的方法对第二声道进行零点切除,第二声道切除界面为M403。

3.7 修改仪表系数(标尺因子)

       进行标定校正 仪表系数是指“真值”和“示值”之比,例如当被测物理量为2.00时,仪器显示1.98,则其仪表系数为2/1.98。可见仪表的系数最好恒为1。但当仪表成批生产时,难以做到每台仪表的系数都为“1”。其差异或不一致的程度就称为仪表的“一致性”。质量高的产品其一致性必定好。

       出厂时仪表系数全为“1”,因为在设计上,做到了使其仪表系数只决定于晶体振荡器的频率和探头两个因素,而与其他电路参数无关,所以出厂时其仪表系数全为“1”。

       但由于使用时,还会存在管道等方面的因素差异,所以还会产生“仪表系数”,设置此参数用于修正不同管道引起的误差。

       进入流量修正分组,使用M404可以输入仪表系数。

       仪表系数必须根据实际标定结果输入。

3.8 怎样使用4~20mA电流环输出

       超声波流量计/热量表的电流环输出精度优于0.1%, 4mA对应的流量值为0m3/h,20mA对应的值,进入输入输出分组,使用M303调整;比如M303设置为80m3/h,则输出4~20mA所对应的超声波流量计/热量表为0~80m3/h,

       进入输入输出分组,使用M304调整用于查看当前电流环输出电流值,此值随流量的变化而变化。

3.9 怎样输出累积脉冲

       超声波流量计/热量表每流过一个单位流量,可以产生一个累积脉冲输出到外部计数设备,进入输入输出分组,单位流量通过M304设置,其单位流量范围为0.001m3~20.000m3中的任意值;OCT脉冲宽度使用M305设置,其范围为1ms~1000ms。

       注意:累积脉冲大小要选择合适,如果过大,输出周期太长,建议使用速率1~60脉冲/分钟。

       TDS-100超声波流量计/热量表OCT累计脉冲使用源输出,其连接示意如下,要求外接电源电压低于30v,电流小于10mA。

3.10 怎样修改日期时间

        日期时间一般情况下无需修改。因为采用了RAMTRON生产的万年历时钟芯片,可靠性很高。万一需要修改时,请联系厂家。

3.11 怎样使用RS232/RS485串行口

        型超声波流量计/热量表使用标准的Modbus RTU通信协议,其设备地址为1~254之间软件可以设置,其波特率可在1200~57600之间选择,低功耗型超声波流量计/热量表最高支持9600。

        进入输入输出分组,窗口M300用于设置本机通信地址,M301用于设置通信波特率等参数,M302用于设置通讯协议。

四、主要命令窗口列表

流量显示

100

显示净累积量/瞬时流量

 

 

输入输出

300

设置设备地址

101

显示瞬时流量/瞬时流速

301

RS485串口设置

102

显示正累积量/瞬时流量

302

RS485通讯协议

103

显示负累积量/瞬时流量

303

20mA对应流量

104

显示净积热量/瞬时热量

304

当前AO输出量

105

显示正积热量/负积热量

305

OCT脉冲当量

106

显示出水温度/回水温度

306

OCT脉冲宽度

107

显示本机时间、日期

399

重启新参数(保存)

108

超声波流量计/热量表序列号

流量修正

400

阻尼

 

 

401

设置始动流速

 

 

402

自动零点

参数设置

 

200

探头类型(插入/外夹)

403

自动零点

201

探头安装方法(N/V/Z/W)

404

仪表修正系数

202

设置管段内径

热量设置

500

温度来源

203

设置管壁厚度

501

出水电阻,回水电阻

204

管道材质类型

502

温差灵敏度

206

管道衬里类型

503

AI 1电流输入

209

流体种类

504

AI 2电流输入

212

传感器安装距离

 

 

 

220

声道1信号质量、传输时间比

 

 

 

221

声道1信号强度

 

 

 

230

声道2信号质量、传输时间比

 

 

 

231

声道2信号强度

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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