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一、产品原理2 W6 M2 f V' g. m" H7 V3 l
4 l2 M( m$ ^. X6 s 产品有三个功能：测平均流速、测水深、测水温，并可显示断面流量。 % a9 y- f4 ]- c
其中水温测量使用温度探头，温度探头不与水接触，紧贴仪器外包装材料顶部，需要置于水底一定时间后才能反映实际水温。测水温的目的是校正超声波在水中的速度，并修正压力传感器所测得的水位值。
- Z3 l3 g4 U' p 水深测量使用进口高精度压力传感器，置于仪器底部，其探头感应部位与水直接接触。
- ^3 y; H6 t: i( T3 s) L 流速的测量是通过超声波探头（换能器）发射与接受超生波信号并做相应的计算处理而获得的： $ O* A1 k4 z8 w1 B' F
通过测得的平均流速及水位及断面尺寸，可求得断面流量。 平均流速测量：流速的测量是通过超声波探头（换能器）发射与接受超生波信号并做相应的计算处理而获得的：换能器1发射频率为f1的超声波信号，以一定角度由水下向水面发射，在碰到水中的悬浮颗粒或气泡后，频率发生偏移，并以f2的频率反射到换能器2，这就是多谱勒将就，f2与f1之差即为多谱勒频差fd。设流体流速为v，超声波声速为c，多谱勒频移fd正比于流体流速v。水中会有大量的杂质颗粒与气泡，每一个反射粒子对应一个多谱勒频移fd，通过换算可求得其流速，这些大量粒子的平均流速也即流体的平均流速。
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$ Z4 X& }9 B3 a& n0 \, U7 ^7 o) b 二、设备参数·流速：
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·量程： 21mm/s～5000mm/s。 ·准确度：测量流速的±1%。 ·分辨率：1mm/s。 ·温度：
. o4 g4 h E% B: K3 r2 m" r9 d ·量程： 0℃～60℃。 ·分辨率：0.2℃。 ·水位：
@. x/ Q+ @" v4 m( [0 r1 r5 m$ ?; U ·量程： 0～10m。·分辨率：1 mm。·准确度：测量水位的±0.5%。 ·流量：
0 {2 W; B) M4 {9 q ·准确度：测量流量的±2%。 ·电源：
& G' |; j7 p* {- r7 P, g' G 12V DC 或220V AC。 ·接口： p$ w" Z; f4 v3 v T7 B! Y- n
标准RS485 ·通讯协议：
/ V I+ D7 O4 g+ |/ I2 Q Modbus。 ·数据储存容量：
. U0 N2 o: p; d3 O1 S2 {6 q: N 每10分钟采集一条记录，可以存储超过6个月的数据，而且这些数据即便在掉电的情况下，也可以长期不丢失。 ·运行温度9 ~9 k- V: A* [, z! E. q
：0℃～60℃水温。 ·外壳材料：
+ @* ^# k5 y7 ?, ?" }$ } PC或PVC塑料。 ·外壳防护等级：3 `* A8 {" b. G2 P2 t) P6 f( @7 T
IP68。 ·可靠性：
2 I; g" S) `/ `: v1 O" v MTBF≥25000h。 ·尺寸：
& F! u7 d* ^9 S7 X6 I! i1 q （230×90×37）mm（探头）。 * [: U: g8 @3 _: ~
（257×179×70）mm（终端机）。 20m（通信电缆标准长度，可加长到1000 m）。: Y) g9 _# M7 D% Q; [. A
三、使用条件
. t$ g3 P: s1 |& ^! ~# U0 t 1. 水质要求：含有一定微小杂质或气泡的水体，水中漂浮物不易过多。
W) i# Z7 t, R% y# g% T+ }, X; [ ①当水中漂浮物过多而又使用本仪器时，杂草或塑料袋等有可能覆盖探头而使之工作失效，这时需在仪器工作不正常时及时清除探头上的覆盖物。条件允许时可在上游设置拦污栅，但拦污栅距仪器距离不小于5倍水力半径，以免水草等淤积于拦污栅前造成流态不稳，这时拦污栅前的杂物需定期清除。（当水草等杂物过多而干扰仪器时，需对测量结果进行处理，将其中的干扰数据去掉，具体可由软件或人工来实现；干扰严重时干扰数据的处理需要有经验的专业人员来进行。） 6 A+ o' h1 x' ^& p# a
②当水质达到二级饮用水时，选择有气泡处（如跌水或闸门下游一定距离处）进行测量。当有气泡处的流态不稳定不符合测流流态要求且不能采取有效的辅助稳流措施（如设置整流栅或稳流盖板）时，只能选择流态平稳段进行测量并采用如下特殊手段：
9 @3 [, Z( \0 T5 S) d* O, D" |3 f a．当为灌溉用水时在测量处上游渠底放置一定量的土块：流速较低时可保持相当长的时间；当流速变大时会将土块冲刷干净，但此时水体中会产生气泡并可满足测量要求。因此当流速加大又变小后，需重新在上游渠底放置一定量的土块。 $ c+ e9 X, r9 M- q n9 O1 d
b．在测量处上游一定位置设置跌水装置以产生气泡（如挡水格栅，此时会产生一定的水头损失，并在流速加大时有可能在下游一定距离内产生乱流。
" O3 s7 X1 P2 ^ 2. 测流断面的选择（流态要求）：测流断面上游要求有10倍水力半径的顺直段，下游有5倍水力半径的顺直段，且断面形状规则稳定，以保证安装位置的水流流态均匀稳定。
' R3 R, p1 F+ L( h" x6 G 如果安装位置流态较差或顺直段较短，一种办法是在上游设置整流栅（或稳流盖板）来稳定流态，此时应注意当水中杂草过多时会堵塞整流栅而起到相反的作用，解决的办法是在杂草堵塞整流栅时及时清除或在上游增设拦污栅；另一种办法是率定一个修正系数或在同一位置的左右岸各设置1台仪器或将仪器安装于渠道中间位置。以上两种办法均会影响到仪器的测量精度。 四、仪器组成及部件名称8 x8 W6 G/ B- ?( D3 a
# ~2 q0 B$ S0 K1 J% m! e 仪器结构图
6 m h. O% \) ~ 各部件名称如下： 1探头 2上位机（终端机） 3通信电缆 4转接线 $ z# B) b( f& u& I7 ~' p& z
五、现场安装方式
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总体安装图如下图 ' Q5 J p: J; ^" J4 L4 s$ V
1．探头的安装6 y$ H2 Z4 D- H9 T0 y0 h2 ^
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（1）安装位置： 探头应安装于具有固定断面的渠道顺直段下游，顺直段长度最好是渠道水力半径的15-20倍（顺直段越长测量精度越高），且这一距离范围内不得有过流阻挡物（如水闸、堰等），以保证探头前端水流流态的均匀稳定。
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( S" Q: @+ n# f) h+ t0 F 探头应尽量安装于靠近渠底，当渠底有杂质沉积及水草生长或滚动的卵石时，可抬高安装位置以避开渠底沉积物与水草覆盖探头或卵石冲撞探头；探头距渠底的具体高度最好为50mm—150mm，具体视渠道的最低测流水位而定。当渠道水深较高且具有一定的最低水位时，为了安装方便只要将探头安装于最低水位以下0.5倍处即可。 " N. D, K" b; T0 l
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探头在渠道横断面处的安装位置一般如下（渠宽在20m以下）：对矩形断面安装于渠宽的0.15--0.2倍处；对梯形断面则安装于坡脚处；对于宽度较大的渠道，需安装2台或2台以上的探头，具体位置要视渠道宽度及横断面上的流态分布而定。
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5 K% \" c; q2 O; Z T' `5 M （2）安装方法： 探头安装应完全水平于渠底（注意不是水平），同时保证与水流方向平行一致，探头前端（没有通信电缆的一端）逆水流方向并与水流方向夹角为180度，并且探头前端不得有阻挡物干扰水流流态，通信电缆线最好从探头的下游沿渠底及渠道边坡引出水面或从安装支架的钢管内引出水面。 k3 u' Y: q; q% y E
) C# k- i3 X8 R; h+ P7 r 对于可完全断水的渠道，可将固定探头的支架（固定支架可在当地定做，与探头连接部分最好用不锈钢板及螺栓）直接固定于渠底；对于不能完全断水且上游关闸后仍有较高水位不便水下作业的渠道，可将支架固定于渠臂上。固定于渠臂上的支架有两种方式：简易支架与组合支架。简易支架主要为一根弯曲的钢管或度锌管，底部焊接一水平钢板以固定探头，竖立管通过钢片横翼固定于渠臂上；组合支架由底座与可拆卸部分组成，探头安装于可拆卸部分上，底座一次性固定安装于测流断面处（通过上游临时关闸降低水位后，用膨胀螺栓固定于混凝土边坡上），可拆卸部分通过水面上的螺栓与底座相连接固定，这样便于今后对探头的检修与更换。 ; K/ E+ d" u5 [* @' i
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