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) ^7 u# I) v5 E* [ 多普勒超声波流速仪流量计 5 V) f4 Z6 a2 L* B' O
HR7600-2型 + S {' b. S7 R$ x, Y
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/ [$ o& m- O4 [( g$ i 陕西恒瑞测控系统有限公司
" p& B- r6 ]( I5 I( m 第一章 产品彩照及其简介
2 K; E# {3 g v- L6 \7 F' g; ~+ X 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。
: E& O# `- O8 h/ e ◆ 采用 Modbus 通信协议，利用 RS485 总线进行与手持机通信。 . e! Y9 _5 m3 |% r8 g5 b+ X% j
◆ 水下传感器设备安装方便。有金属底座固定装置，安装简单。
) f0 n7 ?. N+ m* _( Y m. ~ ◆ 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。 ; w) P, o0 W2 U9 i" g8 g4 B
◆ 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。
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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0 O+ d- |( Q, `& {) I
，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。 7 Z! G2 w1 b( J& l; L
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。
# y" H) g! @* X# R" i 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 9 K# l& y: {2 d8 _+ O
离。
; K) I6 b5 u$ E* U( e* ^+ A0 T 第三章 产品技术指标
B( V' |4 q$ ~2 | 3.1 测量指标
. M/ ?1 [$ o5 }6 p- o' J 内容 范围 精度
6 R8 ^% i( M: B 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
0 J% E r% _( r! t 水温测量（℃） -10℃～60℃ ±1（℃） ! Q0 c" h0 N0 E0 R9 t2 c; D: T( ~5 x
水深测量范围（m） 0.05米～10米（～100米可订 制） 0.5%±0.5cm
. [9 d/ P/ Y$ e/ q! n4 C3 J; f 瞬时流量范围： 1升/秒～99.99立方米/秒 " h* Y8 k1 L& }7 M5 L8 G0 m. X
累计流量 0.1立方米～999999立方米 0 q% U) |6 o( u
3.2 性能参数 j) I. B# m" r, J
电气内容 范围 备注
( ?5 r% n3 o6 o. s9 `% _( ^ 工作电压（V） 7.5V～24VDC
% v' e( Z7 D7 O5 h! T 功耗（mA） <=65毫安（发射瞬间） 12V供电
% \/ O. W, _. m 工作水深（m） 0.1米～10米
4 X) o8 J0 [) l# w* b 数据更新周期（s） 6秒-60 秒
9 u B1 U8 s; M) x8 u F* h6 o; J 3.3 其他
8 A" J% Z( ~/ l) }- e4 V% { 测量种类：点流速、液位、温度、流量
# a; v: ~. U, m! T- C 防护等级：IP68 9 J5 w. f# v/ @& [1 b% k
测量方式：在线式
' E% \2 o9 O. A9 G! a5 Z+ F$ S 测量原理：声学多普勒法，速度面积法
1 K4 K% C! I0 V+ b! B 供电方式：电池、太阳能、市电 - w% V R$ |9 s; d% J* S4 O
输出信号：Modbus RS485
3 p1 y" j) a6 g# v2 ^+ w3 X7 { 输出信号内容：点流速、水位、温度
0 M7 U/ r A/ ?4 h7 S# D 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 , e9 X9 Y# b: d) ~' u% V; g" ?
第四章 安装说明 . z8 R' n. x( \) i r
4.1 渠道内安装条件和位置
* _ Y7 b( @; _+ z 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。 8 X8 R% Z I6 b: w
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。 - `) [) a) J7 S! c3 K
3.标配型号耐压10米，可定制满足最大100米耐压的需求。
* |& B9 B. h7 b6 J" z 4.多普勒法流量计对流体内固体杂质含量要求低于20kg/m³。
* r& l4 ?- F* s9 ? w. t 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。 ! G" u4 |# j' h
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。 + W: w( \. u. ~3 A
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。
: j( W, q. S, L0 M, `0 h 8.传感器需水平安装。
$ g" i' m! u8 E0 L* A) X 9.传感器需与水流方向平行，探头所对方向需与水流方向
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水流平稳的渠道 0 e' i& o4 J7 B' c! S# V
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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@6 p6 c: C# D) i 传感器安装点上游和下游直渠道要求
6 e) D) v9 e0 ~' q+ z2 |2 W% s% J* \/ \+ k |
+ q2 \- V8 H3 P H4 {. M 传感器安装点上游和下游直渠道要求 5 k7 Z4 ?3 O: p7 b4 v' I/ w! ~" r8 w
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。
/ B, }' G$ _! j 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。 + b7 m! w6 U, J6 e! J) V3 a9 |
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, q7 Y5 F7 ?' h3 M. N 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 8 w- w7 h; V7 h8 b( [
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。
3 G5 K( |+ p. E9 D 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。 ) _: L( l; j& D# ]1 Y' M
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2 a2 b7 p8 |% X6 F) Y1 D' | 闸门现场水流情况
/ o) H( ^- A: B9 k 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。
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* o: j2 K4 p6 c3 r' o. z 确定安装高度 & ^! j5 I9 p$ y6 f: C2 S
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
2 P+ F% |7 \. i7 V U U+ x 定。
! x* e3 ~. S7 ]% o2 ^1 y6 t 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
. f2 ~& `: s2 [3 a) j2 z 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。 . a0 Y6 U9 @- Z" B9 g& F
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最低水位比传感器高10厘米以上 ( C) ]6 y- Q0 S9 \/ S
水平安装位置的选择 9 [1 S" p. e2 b) }- ]( I2 O% @- d
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%
$ `# T3 f) Q/ z( n# v 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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3 J+ Z( I. b& _9 X9 N# s5 P 矩形渠道安装位置要求 . l7 T; A2 V- X1 t n
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。 ' B& C. \' V0 e" N6 D; C
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; D5 U7 c; n9 |8 S6 p* o# a 梯形渠道安装位置要求 传感器要正对着水流方向
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) _1 h7 s" O5 B2 T. } 传感器水平安装要求 3 J) A3 H) I2 @& X/ j% y
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传感器水平安装要求
, g% q4 y3 M$ a/ }( d
. g& o* R f0 R. L3 O 4.2 管道或者涵洞内安装条件和位置
8 G5 c' I1 ~4 M5 N1 O# A- {" c! d 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。
5 ^) p% Y' f1 M. ^ 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；
5 B/ L: d; T3 H8 e3 |. u8 M, @. i 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
. U0 N: @. I! W t1 f, f 传感器要有管道内径5倍以上距离。 7 e' H- h2 L2 e+ f+ v, ~
4.3 河道内安装条件和位置 ; r- k1 \0 M8 ]; H8 Y
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。
v( ?$ j. F( t0 u 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。 9 k7 s ?& U( V0 }" G* Q/ j
比如把一个30米的河道平均分为10等分。 & Z. P& i* S1 _1 l1 A
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$ o( P/ E6 I8 ^ 对河道进行等宽划分 * t2 Z9 e' ?7 P' S0 J9 g* K& L O3 G
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。 % F- Z1 T3 M% H' H+ D' D
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。 ' D1 [! W4 Z: h/ @: y# W$ t/ C
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安装5个传感器的示图 * |" m6 x! O6 y
②要确保安装点旱季的最低水位比传感器高10厘米。
& K# \& r" I \* `- ? 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。
! u" e- Q3 v( k* l 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。 " _2 G9 T: Q8 y1 V# Q" D& h
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周围没有支撑物的开阔河道
- j; c! I1 t( r 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。 0 k6 _/ ]* F$ O U
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# p5 g& { x9 \ 水位很浅并且有石头流过的渠道 5 V$ }- E! {! H- t
4.4 渠道内现场安装支架及布线 ! z4 {& k& p8 ]: G5 o) i
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！ 8 O- m9 [( H. b) 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
S2 G0 ], y* I9 f+ c7 ^ 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。
) L* b% Y0 g7 [7 g/ d- } 在可以断水的前提下，传感器可以固定于渠道底部。
: q. M- @; i$ t, v+ k5 l; `; i 4.5 管道内现场安装支架及布线 , B( \2 o, v( C, Z" f" B( d
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。 " J7 o! h, Z3 o4 i# c
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, j# y- H. Y: R0 [0 c8 O8 r
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 T2 V7 ?' P3 o" H e! l( V
管内通向主机：
' k S9 y, j* v; a 1000毫米污水排放管道安装实物图
, h4 w& S6 M, z, H7 B# W) L 4.6 河道内现场安装支架及布线 # d$ [, I4 v2 m- {
在河道内安装，也是通过侧面的支架来安装。 # {" }/ O3 D& X, f
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# x4 b5 M7 m _+ Z( E% n 在河道内安装
& M7 X" G0 ?$ ~5 C7 z8 D) [ ●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。 . o7 ?+ V( ]* D4 l7 c
●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。
- \1 _7 ?6 J% h0 k" i9 a' l6 R ●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
: [, [( ^( `( t7 @' ?- N3 L 用两根2芯屏蔽电缆连接。
* h. g$ p5 s# S% z6 q, J4 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。
$ m& z; O5 ]2 V7 O* ^/ n ●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。 ; j2 K, K, j2 V- x [! S* I
●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。 9 @4 |) o3 X0 t* h1 C
●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。 7 b- G* W% y8 I$ `2 x7 V
4.7 安装步骤8 s. x* o9 Q0 m( |0 Y/ \
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。 , P$ |- k4 v$ U/ i, t
②传感器跟安装底座固定。 & C' Z, M7 r U- e% v
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。
* `: J: m' |3 m4 K+ o 否则时间长了，传感器出线肯定会断裂！！！ ; T$ a6 c1 j& J0 Z3 W6 s
④通过笔记本电脑发送指令查看测量数据
' L; n6 E2 c" j4 J; \3 F& T 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。
4 }* O2 x1 p) o7 t2 D- y" C6 B4 c ⑥清洁传感器上游存在的垃圾。
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