一、用途
与量水堰槽配合使用,测量明渠内水的流量。主要用于测量污水厂、企事液单位的污水排放口、城市下水道的流量(图一)。
由于这种仪表采用超声波穿过空气,以非接触的方法测量。因此在粘污、腐蚀性液体情况下,比其它形式的仪表具有更高的可靠性。
二、工作原理
TUF2000P仪表直接测量的物理量是液位。用于明渠测流量时,在明渠上安装量水堰槽。量水堰槽把明渠内流量的大小转成液位的高低。仪表测量量水堰槽内的水位,再按相应量水堰槽的水位-流量关系反算出流量。
1、量水堰槽的测流量原理
明渠内的流量越大,液位越高;流量越小,液位越低(参见图二)。一般的渠道,液流量没有确定的对应关系。因为同样的水深,流量的大小,还与渠道的横截面积、坡度、粗糙度有关。在渠道内安装量水堰槽,由于堰的缺口或槽的缩口比渠道的横截面积小,因此,渠道上游水位与流量的对应关系主要取决于堰槽的几何尺寸。同样的量水堰槽放在不同的渠道上,相同的液位对应相同的流量。量水堰槽把流量转成了液位。
常用的量水堰槽有,直角三角堰、矩形堰和巴歇尔槽(图三)。
使用TUF2000P超声波明渠流量计,安时必须知道配用量水堰槽的水位-流量对应关系。
量水堰槽的水位-流量关系可以从国家计量检定规程《明渠堰槽流量计》JJG711-90中查到。本说明书摘抄了一部分(第十一章、量水堰槽)。
巴歇尔槽知道了喉道宽度b,就可以用相应的公式算出水位-流量对应关系。
直角三角堰和矩形堰也有相应的公式。但是还与按装的渠道尺寸有关。确定水位-流量关系时,三角堰与渠道宽B、开口角度、上游堰坎高度p有关;矩形堰与渠道宽B、开口宽b、上游堰坎高度p有关。
如果对计算量水堰槽水位-流量不熟悉,可将使用的量水堰槽参数通知仪表生产厂。生产厂帮助计算。应注意同时提供上述与确定水位-流量关系有关的参数
2、超声波测液位原理(参见图四)
本仪表采用超声波回声测距法测液位。探头固定安装在量水堰槽水位观测点上方。探头对准水面。探头向水面发射超声波。
3、仪表的工作原理(图五)
仪表控制探头发射和接收超声波。按图五的过程转为液位(单位:米)。通过查水位-流量表,把液位转成流量(单位:升/秒)。
水位-流量表是存储在仪表里的一组数据。首次按装仪表时,通过按键向仪表的存储器中输入。本仪表的水位-流量表是按相等的液位间隔存储的。例如使用三角堰时,液位的间隔设为为“0.01m”。仪表的存储器中存有:液位=“0.00m”时对应的流量=“0.0000L/S”;液位=“0.01m”时 对应的流量=“0.0136L/S”;液位=“0.02m”时对应的流量=“0.0772 L/S”;液位=“0.03m”时对应的流量=“0.2127L/S”•••。仪表允许设置多150个点的液位及对应的流量数据。一般设置30个点便能满足应用要求。
仪表把瞬时流量按时间累加,得出累计流量。累计流量共8位数字。当累计满8位时,自动回零,重新累计。仪表显示累计流量的低6位数,按“C2”可以显示全8位数。
仪表的输出有,4~20mA电流模拟量;继电器的开关量;RS-232的数字信号;外接打印机用的接口。
三、技术指标
1. 流量量程:0.1升/秒~10米3/秒(由配用量水堰槽的规格决定)
2. 流量不确定度:5%
3. 超声波Z大测距:2米
4. 探头盲区:0.4米(从探头的法兰盘起,0.4米内不能用于测量)
5. 测距误差:<0.4% 或±3毫米(在1米量程内)
6. 水位分辨力:1毫米
7. 工作环境温度:-60℃~+70℃
8. 仪器防护:探头为可防水式不可以浸水;仪器为防尘式
9. 交流或直流供电: 交流:220V 50HZ 4W
直流:12V 60mA (交流、直流同时存在,仪表使用交流,交流掉电时,自动接通直流)
四、菜单操作及参数设置
各键功能
同时按住“MENU进入菜单设置,
继续按”ENU”键盘菜单翻页
“4”键进入菜单光标移位
‘“▲”键进入光标所在位置数字修改增加
“RUN”键 复位运行
1.显示菜单
液位值:传感器测量值]
流量:瞬时流量 L/S
累计流量:00000立方米
按“MENU”键盘进行菜单参数设置
20mA 8000
20mA 100L/S 为模拟电流输出 20MA
差模 0000
差模测量模式显示数值=传感器到测量容器低部距离(反量程输入数值)-测量传感器到液面/物面的距离,参考差值模式与增值模式区别,参数设置:数值为00000 为共模模式;参数设置BAD值(传感器到测量容器低部距离)时显示为差值
4、报警设置一
按“MENU”键盘进行菜单参数设置
A:ON 0000 A路继电器 L<H开关输出逻辑(参考开关输出逻辑部分):A路继电器开关输出L报警点设置,A-0N 设置数字为L=0000mm
A:OFF 0000 A路继电器L<H开关输出逻辑(参考开关输出逻辑部分):A路继电器开关输出H报警点设置,A-0FF 设置数字为H=0000mm
B:ON 0000 B路继电器 L<H开关输出逻辑(参考开关输出逻辑部分):B路继电器开关输出L报警点设置,B-0N 设置数字为L=0000mm
4、报警设置二
按“MENU”键盘进行菜单参数设置
B:OFF 0000 B路继电器L<H开关输出逻辑(参考开关输出逻辑部分):B路继电器开关输出H报警点设置,B-0FF 设置数字为
H=0000mm
C:ON 0000 C路继电器 L<H开关输出逻辑(参考开关输出逻辑部分):C路继电器开关输出L报警点设置,C-0N 设置数字为L=0000mm
槽型:001对照巴歇尔对应表输入
参数保存:
参数设置完成,等待自动退出出现液位菜单后断电后重新上电既保存修改数据完成,否则修改数据无效
五、量水堰槽
Z大流量小于40升/秒建议使用直角三角堰;大于40升/秒建议使用巴歇尔槽;上游渠道较短,Z大流量又大于40升/秒建议使用矩形堰。
使用玻璃钢制做量水堰或槽。三角堰、矩形堰堰口尺寸要准确,朝向进水一侧表面要光滑;巴歇尔槽喉道部分尺寸要准确,槽内表面要光滑。
直角三角堰的水位流量对应表如下,构造如图十二 :
直角三角堰水位流量对应表 水位单位:米 流量单位:升/秒
水位 |
0.000 |
0.010 |
0.020 |
0.030 |
0.040 |
0.050 |
0.060 |
0.070 |
0.080 |
0.090 |
流量 |
0.0000 |
0.0136 |
0.0772 |
0.2127 |
0.4367 |
0.7629 |
1.2035 |
1.7693 |
2.4705 |
3.3164 |
水位 |
0.100 |
0.110 |
0.120 |
0.130 |
0.140 |
0.150 |
0.160 |
0.170 |
0.180 |
0.190 |
流量 |
4.3232 |
5.4864 |
6.8431 |
8.3591 |
10.095 |
12.016 |
14.144 |
16.543 |
19.150 |
22.070 |
水位 |
0.200 |
0.210 |
0.220 |
0.230 |
0.240 |
0.250 |
0.260 |
0.270 |
0.280 |
0.290 |
流量 |
25.132 |
28.439 |
32.269 |
36.241 |
40.510 |
45.010 |
- |
- |
- |
- |
矩形堰的水位-流量对应表如下,构造如图十三。
0.25米矩形堰水位流量对应表 水位单位:米 流量单位:升/秒
水位 |
0.000 |
0.010 |
0.020 |
0.030 |
0.040 |
0.050 |
0.060 |
0.070 |
0.080 |
0.090 |
流量 |
0.0000 |
0.4376 |
1.2397 |
2.2812 |
3.5181 |
4.9250 |
6.4849 |
8.1855 |
10.018 |
11.973 |
水位 |
0.100 |
0.110 |
0.120 |
0.130 |
0.140 |
0.150 |
0.160 |
0.170 |
0.180 |
0.190 |
流量 |
14.047 |
16.232 |
18.526 |
20.924 |
23.423 |
26.020 |
28.712 |
31.497 |
34.373 |
37.338 |
水位 |
0.200 |
0.210 |
0.220 |
0.230 |
0.240 |
0.250 |
0.260 |
0.270 |
0.280 |
0.290 |
流量 |
40.390 |
43.527 |
46.749 |
50.054 |
53.441 |
56.907 |
- |
- |
- |
- |
七、接线说明
A继电器常闭端 |
A继电器常开端 |
A继电器公共端 |
B继电器常闭端 |
B继电器常开端 |
B继电器公共端 |
C继电器常闭端 |
C继电器常开端 |
C继电器公共端 |
D继电器常闭端 |
D继电器常开端 |
D继电器公共端 |
1#传感器-黑线 |
1#传感器-棕线 |
1#传感器-蓝线或黄线 |
1#传感器-灰线 |
2#传感器-黑线 |
2#传感器-棕线 |
2#传感器-蓝线或黄线 |
2#传感器-灰线 |
4-20mA + |
4-20mA - (24V地) |
DC24V+ |
AC 220V 地 |
AC 220V N |
AC 220V L |
A-ON |
A-OFF |
A- AND |
B-ON |
B-OFF |
B- AND |
C-ON |
C-OFF |
C- AND |
D-ON |
D-OFF |
D- AND |
GND |
DC-OUT |
485+ |
485- |
GND |
DC-OUT |
485+ |
485- |
4-20mA |
GND |
DC-IN |
T |
N |
L |
DC电压输入范围12-24V DC功率 大于5W;
传感器接线不分 1#传感器与2#传感器位置
1、电流(电压)输出接二次仪表示意图
2、串口输出接PC示意图