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多普勒超声波流速仪流量计 $ H/ ^8 J5 z* M6 ~( i
HR7600-2型 ; ^' ]9 @4 f1 s) h& q) v' a
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w" C: R) z5 _: F0 G" i 陕西恒瑞测控系统有限公司 # R9 B: \( m0 b$ |8 t0 c
第一章 产品彩照及其简介 6 m9 v0 W+ D' w. }% I0 l
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。
7 x+ P; W. B0 |* B; M* V A ◆ 采用 Modbus 通信协议，利用 RS485 总线进行与手持机通信。
$ k+ `; ]& \' l7 Z# y( H ◆ 水下传感器设备安装方便。有金属底座固定装置，安装简单。 2 q, g1 F( `9 _
◆ 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。 8 ]9 a8 T) T! ~
◆ 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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1 b! a- C( C! q/ T6 U+ U- l# ^ 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
& v% I6 w( V( u- c ，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。 2 l c5 c/ I1 W0 q' t3 I
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。 . C) a- k0 C* v( B, n
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 , P. X/ {9 d7 L4 Q% Z5 E* b: P, R8 D* I
离。
; u4 l O3 g6 A5 z) b9 q3 [! e 第三章 产品技术指标
$ S% q' V' _' T3 U' n6 t( H( h2 h5 ?8 g 3.1 测量指标
7 @1 v/ o; s5 {1 Z/ }* m 内容 范围 精度
4 h' C' @9 o( [4 F9 ~9 b1 _( i1 r 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 2 z$ t8 F' D, @2 X4 k+ [
水温测量（℃） -10℃～60℃ ±1（℃）
4 {/ M( h3 Z& x, ]/ p4 B' D" d- h* }( d 水深测量范围（m） 0.05米～10米（～100米可订 制） 0.5%±0.5cm ( S8 L$ c. A; H
瞬时流量范围： 1升/秒～99.99立方米/秒
v7 G8 v0 j7 e$ S 累计流量 0.1立方米～999999立方米
: K- `' g8 p+ z" j# I4 A 3.2 性能参数 + o' M y6 ? L$ ?
电气内容 范围 备注 6 e* K* j2 \$ t9 u l
工作电压（V） 7.5V～24VDC
% ^& @. L2 j. s$ k1 | 功耗（mA） <=65毫安（发射瞬间） 12V供电
/ a" ?- v1 u( C4 y9 | H 工作水深（m） 0.1米～10米 9 h7 B" ^" {8 w; {& o/ ^; ~
数据更新周期（s） 6秒-60 秒 4 @9 [; |9 H# H; k/ i0 G! g% g
3.3 其他 ; [6 q, r/ y9 @# s
测量种类：点流速、液位、温度、流量
& z! ], `; } R5 v$ j 防护等级：IP68 0 z! _7 c3 |' q' P% V
测量方式：在线式
- L# k1 c1 z X# x2 F% h# s# F 测量原理：声学多普勒法，速度面积法 2 W* C0 w+ c( G4 ^ }
供电方式：电池、太阳能、市电
6 `( A( Q1 d. ?6 T9 n, M& q 输出信号：Modbus RS485 ; L. a) k% w5 [* q" _
输出信号内容：点流速、水位、温度 ! s$ e' B, j& L& C" o
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 " ^6 {0 j2 S2 u2 _
第四章 安装说明 7 p, P$ u4 F+ `" z
4.1 渠道内安装条件和位置
, H" y% _1 ~3 ~ n 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。
1 W' n7 q+ X# l. \ 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。 ! n/ h. J ?6 Q
3.标配型号耐压10米，可定制满足最大100米耐压的需求。 * T& U' F: I, H) V+ {( t9 m
4.多普勒法流量计对流体内固体杂质含量要求低于20kg/m³。 # E+ [9 F! I3 m, o0 q' `
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。 $ q8 q F' u7 R$ X! ?
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。
- N: L i" M4 z& i6 L' B) U 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。
; ?0 `5 y8 d$ y/ v/ H. v! u 8.传感器需水平安装。 + I0 |4 L) d' E! t3 [
9.传感器需与水流方向平行，探头所对方向需与水流方向 8 p T7 l8 A; U& E5 H1 c B
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! V8 z L, S1 R" E) l) C2 u8 R. N 水流平稳的渠道
3 C6 D$ [: X3 u5 D+ N* X 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。 3 O% M0 W5 j; {: X
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传感器安装点上游和下游直渠道要求 2 B9 J5 ^8 Y# Z6 P& p3 |7 e- h
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传感器安装点上游和下游直渠道要求
" Z \# a% |+ d& x r: v6 L/ b 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。 ; M7 J; l& ~* E0 K7 D+ P
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。 # U& C0 w/ x, u# G
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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
0 |/ E8 {9 h+ E, ~7 p/ \+ u 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。
; _. |) F% t' F 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。
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闸门现场水流情况 3 A2 B" c& w9 Z3 _7 D
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。 0 D" F7 n# W3 V* g6 i# K& V7 r* A* A
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" B, H% V8 r5 S5 I8 d1 l 确定安装高度
- l7 \% t+ O* K2 t9 p 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
8 ?/ P H& w! [- A, _, _8 u 定。 ; p8 N) [0 W( A) j3 f1 `! k8 @! n
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
. C5 m, S1 u; M0 W 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。 4 d* ?3 v" L1 B9 v( M, r
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R4 P a& ]: |, {+ H0 l 最低水位比传感器高10厘米以上 ) H, U3 a3 Z m* C
水平安装位置的选择 - }/ ~5 S1 j" g: o7 a2 Y R: t
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%
0 ^! g! A e9 ~6 J; \0 S; K 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。 ( n: q+ d" h. {+ M# p: K
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* K9 T% A8 Z X# a. R 矩形渠道安装位置要求 $ j; R) \5 F- ]" g. \' F, {" s
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。 5 G H" c1 S5 [" }
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2 w" e5 W3 n6 l. ^; ~9 f' C$ Z" c 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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传感器水平安装要求
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) K7 i$ I! p2 k: ]) W5 w7 ~+ G 传感器水平安装要求 " H. B$ N4 H) a2 w$ r
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4.2 管道或者涵洞内安装条件和位置 4 y, [+ ]* n2 t- [' _7 p' w
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。
3 g& B) S6 D) E5 y 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； s: ~ V/ v! C* \6 T
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
; m8 S$ S3 V0 @ 传感器要有管道内径5倍以上距离。
. O3 P( l% g, S5 k/ R6 f 4.3 河道内安装条件和位置 u, e1 n- a# h
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。
- E; W. e: r8 g2 W 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。
l" H7 _8 m! c- d2 l: i/ E) }5 w 比如把一个30米的河道平均分为10等分。
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对河道进行等宽划分 8 p, A# Q2 r. G O% u
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。
) x& X0 `; L4 ^1 v7 t7 u3 \- p5 } 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, i0 I5 I1 p/ v8 Z, D* v ②要确保安装点旱季的最低水位比传感器高10厘米。
2 J1 c$ z# D# B3 ~8 K/ X% 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。 / n* B; D# E$ D/ A9 N( T
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。
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周围没有支撑物的开阔河道
5 v0 y) h ~( m% X9 p0 E 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。 7 k7 h% w' {2 [! }! l- B1 g" v
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) L- x7 t0 t9 u: L8 i' I, y' n 水位很浅并且有石头流过的渠道
4 q( S! b0 A8 G8 X& I1 z U+ F! ^ 4.4 渠道内现场安装支架及布线
! t) W2 J! i s4 Z# k 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！
' A! S j+ U2 \5 b7 ^" v/ G7 H5 m T 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
$ A( m. B: Q/ k3 D4 _; q9 f* g. A 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。
& u; ]/ U1 E. S( j! D7 G* K 在可以断水的前提下，传感器可以固定于渠道底部。
8 O# c k) L. c6 R' v 4.5 管道内现场安装支架及布线 ! C5 {0 S4 q8 o3 R
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。
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6 x& T9 ]9 _; ^ 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
" _' K+ ^4 ~3 {# N 管内通向主机：
3 V; T0 L& b% E7 N+ n+ ] 1000毫米污水排放管道安装实物图 - O) e6 ?. c2 _7 a! h/ R' P
4.6 河道内现场安装支架及布线 : @" X a1 K7 \+ V/ |1 @2 i+ ?3 D' o
在河道内安装，也是通过侧面的支架来安装。 ( w! l+ L2 y' P/ G# O \3 l ?
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在河道内安装
' q3 P5 s2 `( E5 ?" J ●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。 # P; r R, B% R: _: s" f
●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。
# L& J+ C. D6 ~; w3 N* ] ●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
; O ^3 R# F3 y( ^2 U X 用两根2芯屏蔽电缆连接。
, O" ~' r9 X% C+ A( {. f ●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。
6 E7 w# F+ ^; ]+ [4 R2 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。
- F7 o9 I4 }6 R$ B/ w ●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。 5 `0 I6 F# M; k$ c4 Y; [8 u/ B
●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。
- Z, P1 C+ |2 x, f! a 4.7 安装步骤
/ e& e9 f6 x! P- f$ p" ]) l. V# w 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。 $ ]3 z+ B1 d n, Y$ N1 v# p$ d# d" y8 x
②传感器跟安装底座固定。 ( p% X3 ^7 S; l# L; s
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。
7 }" o% I1 {- h1 [ 否则时间长了，传感器出线肯定会断裂！！！
4 e7 F3 Z ? T+ c x' P- I ④通过笔记本电脑发送指令查看测量数据 , h% S* j1 y0 I5 N% d
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。
6 Z! t2 Q) w: S8 v( g. v ⑥清洁传感器上游存在的垃圾。
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