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超声波明渠流量计简易操作说明
1、按键功能 面板上有三个按键，通过这三个按键可对仪表进行调试。调试后液晶屏幕上显示测量值。
 
◇进入菜单项 ◇移动光标
◇确认菜单项 ◇选择菜单项
◇确认参数修改 ◇参数修改
2、仪表通电显示后，按设置键（SET）进入一级菜单。
3、将探头的高度值输入到“参考零点”，“参考零点”在菜单中的位置见附表三菜单结构图。（探头高度为探头发射面到堰槽流水口的距离）
4、标定“4mA流量值”和“20mA流量值”
4mA流量值：瞬时流量等于这个值时输出4mA.
20mA流量值：瞬时流量等于这个值时输出20mA.
“4mA流量值”和“20mA流量值”在菜单中的位置见附表二菜单结构图。
5、选择量水堰槽的种类，要考虑渠道内流量的大小，渠道内水的流态，是否能形成自由流。
最大流量小于40升/秒（144吨/小时）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，最大流量又大于40升/秒建议使用矩形堰。使用仪表测量时要先标定参考零点，参考零点为探头到堰槽水位零点的距离。（本仪表默认选择巴歇尔槽）
① 三角堰
使用三角堰，可以在菜单“9堰槽类型”→“1三角堰” →“1 工作状态”项选择“开启”，“2 三角堰角度”选择实际角度仪表就可以根据水位自动算出水位对应的流量。
② 矩形堰
使用矩形堰，可以在菜单“9堰槽类型”→“2 矩形堰”→“1工作状态”项选择“开启”，并且在“2 标准渠道”中选择“0.25米、0.50米、0.75米、1.00米、非标渠道”，仪表就可以根据水位自动算出水位对应的流量。
③ 梯形堰
使用梯形堰，可以在菜单“9堰槽类型”→“3 梯形堰”→“1工作状态”项选择“开启”，并且在“2 堰槛宽B”中输入实际实际渠道的堰槛宽，仪表就可以根据水位自动算出水位对应的流量。
④ 巴歇尔槽
使用巴歇尔槽，可以在菜单“9堰槽类型”→“4 巴歇尔槽” →“1工作状态”项选择“开启”，巴歇尔槽流量公式：Q=Chan。根据喉道宽“b”，从“附表二 巴歇尔槽水位-流量公式”中查出修工系数c和指数n，输入到菜单“9堰槽类型”→“4 巴歇尔槽”→“2 修工系数 c”和“3 指数 n”。仪表就可以根据水位自动算出水位对应的流量。
超声波明渠流量计说明书
一、用途
超声波明渠流量计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、企事业单位的污水排放口、城市下水道的流量及农田水利中的渠道等。
由于本公司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、腐蚀性液体条件下，比接触式的仪表，具有更高的可靠性和耐用性。
二、原理说明
本系列仪表直接测量的是渠道或者水槽内的液体高度。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—流量关系推算出流量。
1、超声波测液位原理
发射超声换能器发射出的超声脉冲，通过传播媒质传播到被测液面，经反射后再通过传声媒质返回到接收换能器，测出超声脉冲从发射到接收在传声媒质中传播的时间。再根据传声媒质中的声速，就可以算得从换能器到液面的距离。从而确定液位。因此我们可以计算出探头到反射面的距离D ＝ C*t/2(除以2是因为声波从发射到接收实际是一个来回，D是距离，C是声速，t是时间）。再通过减法运算就可得出液位值。
2、量水堰槽的测流量原理
流通顺畅的明渠内流量越大，液位越高；流量越小，液位越低（如图2.1）。通过测量水位可以推算出流量。普通明渠内流量与水位之间的对应关系，受渠道的坡降比和表面的糙度影响。在渠道内安装量水堰槽，产生节流作用，使明渠内的流量与液位有固定的对应关系，这种对应关系主要取决于量水堰槽的构造尺寸，把渠道的影响尽可能减小。
常用的量水堰槽有，直角三角堰、矩形堰和巴歇尔槽（如图2.1）
图2.1 常用的量水堰槽及水位和流量变化关系
使用超声波明渠流量计，安装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（第六、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。
直角三角堰也是用相应的公式计算出水位—流量对应关系。
矩形堰也有相应的公式。但是还与安装的渠道尺寸有关，确定水位-流量关系时，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。
三、主要技术指标
| 功 能 |
一体型 |
分 体 型 |
| 测量范围 |
0.1升/秒～99999.99米 /小时 |
| 累计流量 |
最大为：4290000000.00立方米 |
| 液位最大量程 |
3米，盲区0.40米。 |
| 液位测量精度 |
0.5% |
| 分辨率 |
3mm或0.1%（取大者） |
| 显示 |
中文液晶显示 |
| 流量测量精度 |
标准堰槽是1～5%（符合国标要求的堰槽和渠道）
非标堰槽是10～50%。 |
| 模拟输出 |
4线制4～20mA/600Ω负载 |
| 继电器输出 |
(选配项)2组AC 220V/ 8A或DC 24V/ 5A， |
| 供电 |
标配24VDC 100mA；可以选配 220V AC+15% 50Hz。 |
| 供电 |
(选配项)12VDC、电池供电、太阳能供电 |
| 工作环境温度 |
显示仪表-20～+60℃，探头-20～+80℃ |
| 工作环境压力 |
标准大气压 |
| 工作环境湿度 |
≤90%RH，非凝结 |
| 过程温度 |
-20～80℃； |
| 过程压力 |
标准大气压 |
| 通 信 |
可选485，232通信，MODBUS协议 |
| 防护等级 |
显示仪表IP66，探头IP68 |
显示仪表IP65，探头IP68 |
| 探头电缆 |
无 |
标配10米，最大为100米 |
| 探头安装尺寸 |
1.首选M78×2螺纹，发射角度小，盲区小，盲区是20厘米。
2.可选G1-1/2螺纹+配套螺母，或者M48×2螺纹+配套螺母。盲区是30-40厘米。 |
| 探头材质 |
标配是ABS的，在有腐蚀性环境中要使用防腐材质。 |
分体式
产品功耗 |
分体式用24V电源供电，不带继电器功耗是100mA，带一个继电器是要120mA，2路继电器145mA,3路继电器要170mA，4路继电器要190mA.
具体功率如下：
无继电器是24×100mA=2.4W；
1路继电器是24×120mA=2.9W；2路继电器是24×145mA=3.5W；
3路继电器是24×170mA=4.1W；2路继电器是24×190mA=4.6W； |
一体式
产品功耗 |
一体式四线制用24V电源供电，不带继电器功耗是80mA，带一个继电器是要105mA，2路继电器130mA,
具体功率如下：
无继电器是24×80mA=1.9W；
1路继电器是24×105mA=2.5W；2路继电器是24×145mA=3.1W |
四、安装
1、明渠流量计外形
◆分体型明渠流量计显示仪表外形图和尺寸图
 
图4.1.1 明渠流量计实物图 图4.1.2 明渠流量计结构图
分体式超声波明渠流量计的仪表显示部分应安装在室内。室内要通风良好，无腐蚀性气体。仪表为壁挂安装。如室内条件不好或必须挂在室外，应装在仪表防护箱内，避免日晒雨淋。
◆一体型超声波明渠流量计外形图和尺寸图
 
图4.1.3 M78×2探头实物图 4.1.4 M78×2探头结构图
2、安装探头
超声波明渠流量计的探头可以直接安装在量水堰槽水位观测点的上方。探头发射面要对准水面，并且跟水面垂直。可以用水平尺放在探头上盖上，通过校上盖水平使探头对准水面。巴歇尔槽水位观测点在距槽上游0.1～0.5米位置；三角堰、矩形堰在上游一侧，距堰板3～4倍最大过堰水深处。
图4.2.2、巴歇尔槽上探头安装位置
◆底部螺纹安装
①在被测物体上方装一个法兰 ②法兰上放一片内径相同的垫片
③把换能器对准法兰孔 ④将换能器放入法兰孔
⑤从法兰底部看到的情况 ⑥法兰下放一片内径相同的垫片
⑦拧上螺母固定好换能器 ⑧安装好了的换能器
◆顶部螺纹安装-吊装法安装
①在探头顶部螺纹用螺母固定 ②探头进线要用保护管
▲安装在罐子上、水池上、盖板上、支架上安装跟以上方式基本相同。
★探头安装完毕后，探头发射面一定露出盖板或者导波管。不能缩在盖板或者导波管里面。
◆静水井安装
在不少现场，因为渠道内的水面会有垃圾、泡沫或者其他漂浮物，造成测量的误差或者测量不到信号；或者因为上游没有足够长度的直渠道，水面波动厉害，可以采用静水井方式来安装来解决。
静水井内壁直径要＞50厘米，内壁平整无任何凸起物和毛刺。探头安装后，探头发射面距离最高水面＞0.4米。
图4.2.3、静水井安装
3、现场明渠堰槽安装实物图
◆三角堰安装
图4.3.1、三角堰
◆矩形堰安装
图4.3.2、矩形堰
◆巴歇尔槽安装
图4.3.3、巴歇尔槽
4、安装量水堰槽
①. 量水堰槽的中心线要与渠道的中心线重合，使水流进入量水堰槽不出现偏流。
②. 量水堰槽通水后，水的流态要自由流。
三角堰、矩形堰下游水位要低于堰坎（如图4.4.1）；巴歇尔槽的淹没度要小于“巴歇尔槽参数”的临界淹没度（如图4.4.1）。
③. 量水堰槽的上游最小要有大于5倍渠道宽度的平直段，使水流能平稳进入量水堰槽，标准是“水面没有浪花”。即没有左右偏流，也没有渠道坡降形成的冲力。
④. 量水堰槽安装在渠道上要牢固。与渠道侧壁、渠底连结要紧密，不能漏水。使水流全部流经量水堰槽的计量部位。量水堰板的计量部位是堰口；量水槽的计量部位是槽内喉道段。
图4.4.1、自由流与淹没流
5、 电气接线图
◆分体型明渠流量计接线端子实物图和示意图
图4.5.1、分体式接线端子实物图
图4.5.2、分体式接线端子示意图
接线方法：
换能器：红线：接 Trans1 换能器 蓝线： Temp 1 + 温度传感器+
黑线+屏蔽线： GND 地线
电流输出：电流正极接“mA1”+; 电流负极接“mA- /GND”。
继电器：RLlnA与RLnB为常开;
如果要继电器默认状态是“常开”，接线就接RLlnA与RLnB。
RLnA与RLnC为常闭
如果要继电器默认状态是“常闭”，接线就接RLlnA与RLnC。
电源线：220VAC交流电：接L，N
直流电：24V＋ 接24VDC+ ，GND接24V DC-
485接线：485A接“TXD/485A”端子，485B接“RXD/485B”端子。
232接线：TXD接“TXD/485A”端子，RXD接“RXD/485B”端子。232的地线接“mA-/GND”端子。
◆一体型超声波明渠流量计接线端子示意图
图4.5.3、一体式超声波明渠流量计接线端子示意图
图4.5.4、一体式明渠流量计24VDC接线端子示意图
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图4.5.5、一体式明渠流量计220VAC接线端子示意图
电 流：电流＋接mA +,电流－接mA -。
继电器：连接RLn+与RLn-端子，默认状态为常开。
n = 1或2，就是指第1路继电器或者第2路继电器。
电源线：如果是220V交流电，火线接L端子，零线接N端子。
如果是直流电：电源24V＋接24V+端子，电源24V-接24V-端子。
485接线：485A接“485A”端子，485B接“485B”端子。
232接线：TXD接“485A”端子，RXD接“485B”端子。232的地线接“mA-”端子。
五、设置
1、运行模式界面简介
本系列超声波明渠流量计有运行和设置两种工作模式，在设备通电并完成初始化过程后，流量计会自动进入运行模式，并开始测量数据、记录数据。
2、菜单查询表(祥见附表)
3、菜单操作说明
⑴按键说明：
①仪表有三个按键：上Up、下Down，设置SET。
②Set键用于：选择进入或确定退出。
③上下键用于：上下移动光标、在选择框内选择选择项，在输入框内选择或修改数值。
④查看回波状态图：先按住“▲”不放，再按住“SET”键保持3秒钟以上，就可以看到回波状态图。
⑤退出回波状态图：先按住“  ”不放，再按住“SET”键保持3秒钟以上，就可以退出回波状态图。
⑵菜单界面及操作说明：
①在运行模式界面按Set键进入一级菜单界面：
◆参数没有被锁定的一级菜单界面：
◆参数锁定的一级菜单界面：
② 一级菜单各项说明：
◆“0 结束设置”
当选择此项时，按Set键将退回到运行模式界面。
◆“0 不锁定”
菜单不锁定，允许别人改动。
◆“1 全局锁定”
菜单上锁，当你的参数设置好，不希望别人随意改动，把菜单上锁，这样就要输入密码才能解锁进行菜单操作。本流量计的初始密码为25，用户可以修改初始密码任意设置自己的密码（特别提醒请记住自己设置的密码，如若忘记应与厂家联系）。
★当参数未被锁定时，按Set键进入参数锁定的设置界面：
不锁定：不锁定，那将所有的菜单都可以随意修改。
全局锁定：全局锁定后，必须输入密码才能修改。
★当参数被锁定时，按Set键进入参数锁定的解锁界面：
◆“2 量程设置”
1参考零点：设置明渠流量计参考零点，这个主要是物位测量的时候才有意义；出厂设置默认为最大量程所对应的数值。
2量程低点：设置物位计4mA对应输出的测量值；并可作为流量低位限设置值，即当液位小于该设定值时流量为0 。出厂默认为0。
3量程高点：设置物位计20mA对应输出的测量置；并可作为流量高位限设置值，即当液位超过该设定值时流量保持设定值流量。例如设置为0.5m表示当液位超过0.5m是流量保持0.5m的流量。出厂设置默认为最大量程。
4显示单位：有m、cm、mm三种单位可以选择，m: 以米显示；cm: 以厘米显示；mm: 以毫米显示，出厂设置默认为m。
◆“3 测量模式”
1模式选择：有距离测量和物位测量两项可以选择。距离测量:显示值为探头到被测平面距离；物位测量:显示值为参考零点到液面的距离。出厂设置默认为物位测量。
2响应速度：有慢速、中速、快速三项可以选择。慢速:响应速率慢,测量精度高，不容易受干扰；中速: 介于慢速和快速之间；快速:响应速率快,测量精度低，容易受干扰。出厂设置默认为中速。
3安全物位：有保持、最小值、最大值、设定值四项可以选择。保持:系统丢波后显示值为最后测量值,电流为相对应值；最小值: 系统丢波后显示值为4mA,电流为4mA；最大值: 系统丢波后显示值为20mA,电流为20mA；设定值: 系统丢波后显示值为最后测量值,电流输出为设定电流的设定值。出厂设置默认为保持。
4设定电流：设置丢波后的输出指定电流,大于3.6mA,小于22mA,再选择为保持/最大值/最小值时无效。出厂设置默认为3.6mA。
◆“4 探头设置”(此项请不要修改，是厂家设置用)
1探头选择：请不要自行修改，需在专业技术人员的指导下才能修改。
2盲区设置：请不要自行修改，需在专业技术人员的指导下才能修改。
3短灵敏度：请不要自行修改，需在专业技术人员的指导下才能修改。
4短门限值：请不要自行修改，需在专业技术人员的指导下才能修改。
5长灵敏度：请不要自行修改，需在专业技术人员的指导下才能修改。
6长门限值：请不要自行修改，需在专业技术人员的指导下才能修改。
◆“5 算法选择”(此项请不要修改，是厂家设置用)
算法选择：有特殊环境1、特殊环境2、特殊环境3、特殊环境4、特殊环境5、特殊环境6、特殊环境7，共七项可以选择。出厂设置默认为特殊环境7。
◆“6 报警设置”
1水位报警1模式
继电器1用于水位高低报警。
根据水位高低的不同，有关闭、低位报警、高位报警三项可以选择。关闭:继电器1不作用；低位报警:继电器1低位报警；高位报警:继电器1高位报警。出厂设置默认为关闭。
2水位报警1值
以m为单位, 出厂设置默认为0.00m。
3水位报警1回差
以m为单位，触发报警后解除报警需要测量值到报警值+/-报警回差时才有效。出厂设置默认为0。
报警回差还可以让一个继电器来控制水泵从低水位到高水位的整个工作过程。
1.比如用于排水：要求水池中水位到1米以下，水泵停止排水；水位升到5米，水泵开始启动往外排水。具体设置如下：
报警1模式：高位报警。报警1值：5.00m；报警1回差：4.00m。
2.比如用于进水：要求水池中水位到1米以下，水泵启动进水；水位升到5米，水泵开始停止进水。具体设置如下：
报警1模式：低位报警。报警1值：1.00m；报警1回差：4.00m。4水位报警2模式
继电器2用于水位高低报警。
根据水位高低的不同，有关闭、低位报警、高位报警三项可以选择。关闭:继电器1不作用；低位报警:继电器1低位报警；高位报警:继电器1高位报警。出厂设置默认为关闭。
5水位报警2值
以m为单位, 出厂设置默认为0.00m。
6水位报警2回差
以m为单位，触发报警后解除报警需要测量值到报警值+/-报警回差时才有效。出厂设置默认为0。
7 瞬时流量报警模式：
用于瞬时流量的上下限位报警。有关闭、低位报警、高位报警三项可以选择。关闭:继电器3不作用；低位报警:继电器3低位报警；高位报警:继电器3高位报警。出厂设置默认为关闭。
8 瞬时流量报警值:
以t/h为单位, 出厂设置默认为0。
9 瞬时流量报警回差：
以t/h为单位，触发报警后解除报警需要测量值到报警值+/-报警回差时才有效。出厂设置默认为0。
10 累计流量比例输出：
有关闭、开启两项可以选择。关闭:继电器4不作用；开启:继电器4报警。出厂设置默认为关闭。
11 预先设置累计流量:
以t为单位, 出厂设置默认为0。
◆“7 参数校正”(此项请不要修改，是厂家设置用)
进行量程校正、声速校正、电流输出校正、参考电平校正操作。
量程校正：输入实际值,系统自动进行量程校正。出厂设置默认为测量值。
声速校正：输入实际值,系统自动进行声速校正,运用在气体成分不是空气的时候。
4mA校正：修改值,直到实际输出电流为4mA为止。出厂设置默认为3100。(使用这项，要按▲增加一位数值，才会输出4ma值。)
20mA校正：修改值,直到实际输出电流为20mA为止。出厂设置默认为7200。
参考电平：输入相应测试点测得的电压值。出厂设置默认为5.00。
◆“8 通信设置”
1通讯地址：选择通讯的地址，默认值为1。
2波特率：选择通讯的频率，有2400、4800、9600、19200可选，默认值为9600.
3工作方式：有自动报告方式和查询方式。“自动报告方式”是超声波明渠流量计自动发送数据到上位机，不需要上位机发送查询指令。(自动报告模式只有厂家协议才有，MODBUS协议没有自动报告模式）
“查询方式”是需要上位机给出一条查询指令，明渠流量计才回答一次。
◆“9 堰槽类型”
1三角堰：
工作状态：关闭：说明不选用三角堰；默认值为“关闭”。
开启：说明选择的是三角堰。
三角堰角度：90°（30°/60°/45°），对应的是三角堰的角度，用户只需选择不同的角度，本机根据水位值自动计算得出流量值。
2矩形堰:
工作状态：关闭：说明不选用矩形堰；默认值为“关闭”。开启：说明选择的是矩形堰。
标准渠道：0.25米（0.50米/0.75米/1.00米/非标渠道）：这些数值表示的是矩形堰的喉道宽度，如0.25米表示喉道宽度为0.25米的矩形堰，用户只需选择不同喉道宽度，本机根据水位值自动计算得出流量值。若选“非标渠道”则显示隐藏菜单： 3堰口宽b；4上游渠道宽B；5堰壁高度P，用户根据实际渠道尺寸输入即可。
3梯形堰:
工作状态：关闭：说明不选用梯形堰；默认值为“关闭”。
开启：说明选择的是梯形堰。
堰槛宽B：用户根据实际渠道尺寸输入，本机根据水位值自动计算得出流量值。
4 巴歇尔槽：
工作状态：关闭：说明不选用巴歇尔槽；开启：说明选择的是巴歇尔槽，默认值为“开启”即默认选择巴歇尔槽。
修工系数c：根据配套的堰槽设置C值。出厂设置默认为0.01。
指数n：根据配套的堰槽设置n值。出厂设置默认为0.01。
特别注意：此时要求用户输入修工系数c和指数n，用户可根据不同规格的槽找出相应的修工系数c和指数n两个参数，见附表二。
◆“10 其他参数”
20mA流量值：20mA流量值设置，表示输出20mA时对应的瞬时流量值 。出厂设置默认为最大流量。
4mA流量值：4mA流量值设置，表示输出4mA时对应的瞬时流量值 。出厂设置默认为0。
累加流量: 为仪表更换时复制累加水量值用。出厂设置默认为0。
水量清零：可将累加水量的数值清零。
流量单位：可更改流速显示单位，“t/h”为吨（立方米）/小时，“l/s”为升/秒，“t/s”为吨（立方米）/秒。出厂设置默认为“t/h”。
界面切换：可在流量显示界面和液位显示界面间相互切换。
电流输出：4～20mA电阻负载能力为600Ω。用于流量计时，4～20mA按瞬时流量大小输出；用于液位计时按液位高低输出。出厂设置默认为流量输出。
◆“11 标杆选择”
标杆选择：是: 使用标杆来校正测量精度。否: 不使用标杆来校正测量精度。出厂设置默认为否。
标杆标定：当选择用标杆来校正测量精度是，需先进行标杆标定，将探头底面到标杆上表面的测量值输入此项菜单即可。
◆“12 校准设置”
校准值：输入实际需要的校准值，单位是米。
采样定时：用于设定采样的间隔时间，单位是分钟。
◆“13 复位选择”
出厂复位：是: 恢复到刚出厂设置的状态。否: 退出。出厂设置默认为否。
系统复位：是：恢复系统设置。否：退出。出厂设置默认为否。(此项请不要修改，是厂家设置用)
六、主要功能
1、测量液位。
2、测量明渠流量 。
适用于直角三角堰、矩形堰、梯形堰 和巴歇尔槽。
3、4～20mA远传电流输出
4～20mA电阻负载能力为600Ω。用于流量计时，4～20mA按流量输出；用于液位计时按液位输出。4mA对应液位或流量的零值；20mA对应值可在“设置常数”菜单项中的“20mA电流值”菜单中设置。
4. 单刀双掷继电器
使用AC 250V/ 8A或DC 30V/ 5A 继电器，状态可编程。将其中一个继电器用于瞬时流量的大小限制，另外一个继电器用于累计流量比例输出，即每隔预先设定的累计流量，闭合一次。
5、超大存储量
本仪表最大累计水量可达到12位数字（包括2位小数），当累计满4290000000.00t时，自动清零，重新累计。最大瞬时流速可达到99999.99t/h。
七、量水堰槽
选择量水堰槽的种类，要考虑渠道内流量的大小，渠道内水的流态，是否能形成自由流。根据最大流量的不同，我们可以选择不同的堰槽。
①最大流量小于40升/秒建议使用直角三角堰；
②大于40升/秒建议使用巴歇尔槽；
③上游渠道较短，最大流量又大于40升/秒建议使用矩形堰。
条件允许，最好选择巴歇尔槽。巴歇尔槽的水位-流量关系是由实验室标定出来的，而且对于上游行进渠槽条件要求较弱。三角堰和矩形堰的水位-流量关系来源于理论计算，容易由于忽略一些使用条件，带来附加误差。
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。
1、 直角三角堰
图7.1.1是一种直角三角堰的加工图。使用上述直角三角堰，可以在菜单“9堰槽类型”→“1 直角三角堰” →“1 工作状态”项选择“开启”，仪表就可以根据水位自动算出水位对应的流量。
图 7.1.1 直角三角堰结构图
三角堰安装在渠道上如图7.1.2所示。堰板要竖直，要安在渠道的中轴线上。加工三角堰时，可以使顶角变成圆角，在确定水位等于零的位置时要注意，三角堰的水位零点应在三角堰的侧边的延长线的交点上。仪表的探头要安装在上游距离堰板0.5～1米的位置。
图 7.1.2 直角三角堰在渠道上的安装和三角堰的水位零点
2、矩形堰
矩形堰可按图7.2.1加工。矩形堰的水位-流量关系主要取决于堰口宽的“b”。也与上游渠道宽“B”和堰坎高“p”有关。如使用图6.2.1的矩形堰，可以在菜单“9堰槽类型”→“2 矩形堰”→“1工作状态”项选择“开启”，并且在“2 标准渠道”中选择“0.25米、0.50米、0.75米、1.00米、非标渠道”，仪表就可以根据水位自动算出水位对应的流量。
在实际现场，会有现场的矩形堰堰口宽度超过1.00米的情况，这时就要使用非标的矩形堰来测量。本仪表已经具备这项功能，根据现场测量的非标准矩形堰b、B、P值输入，然后就可以测量了。
图 7.2.1 矩形堰的构造图
矩形堰安装在渠道上如图7.2.2所示。堰板要竖直，要安装在渠道的中轴线上。仪表的探头安装在堰板上游0.5～1米的位置。
图 7.2.2 矩形堰安装
3、梯形堰
使用梯形堰，可以在菜单“9堰槽类型”→“3 梯形堰”→“1工作状态”项选择“开启”，并且在“2 堰槛宽B”中输入实际实际渠道的堰槛宽，仪表就可以根据水位自动算出水位对应的流量。梯形堰的安装跟矩形堰安装一样。
4、巴歇尔槽
巴歇尔槽构造如图7.3.1。巴歇尔槽的标示尺寸是喉道宽度“b”。首先根据应用需要的最大流量，从“附表二 巴歇尔槽水位-流量公式”中查出合适的巴歇尔槽的喉道宽“b”。再从“附表一 巴歇尔槽构造尺寸”中查出对应喉道宽等于“b”的巴歇槽的其他尺寸。如“Ｌ１”、“ Ｌａ”、“ Ｌ”、“ Ｌ２”等等。把这些尺寸填入图7.3.1中右侧的栏目中，按图7.3.1加工成形，安装在渠道上如图7.2.3所示。
图 7.2.3 巴歇尔槽安装
巴歇尔槽水位-流量关系一般是形如：Q=Chan的公式。根据喉道宽“b”，从“附表二 巴歇尔槽水位-流量公式”中查出修工系数c和指数n，输入到菜单“9 堰槽类型”→“4巴歇尔槽”→“2 修工系数 c”和“3 指数 n”，仪表就可以自动算出水位对应的流量值。
图7.3.1 巴歇尔槽的构造图
八、错误现象及处理
| 现象 |
原因 |
解决办法 |
| 流量计无显示 |
1.电源未接好
2.液晶屏接触不良
3.液晶屏损坏 |
1.检查电源线，用万用表测量电压。
2.重新插拔液晶屏和它的排线。
3.返厂更换液晶屏 |
进入液位显示界面，如果发现屏幕显示小喇叭符号没有变化，如图“ ”则是系统进入丢波状态 |
1.被测距离超出流量计量程
2.被测介质有强烈扰动、波浪、搅拌等。
3.周边有变频器、电动机等强干扰源
4.探头未对准被测平面
5.被测空间内有障碍物，比如支撑杆、下料口等等
6.液位进入盲区
|
1.考虑更换更大量程的流量计
2.等待被测介质恢复平静后，设备会自动恢复正常测量。或者使用直径150的导波管来安装流量计。
3.流量计接地，电源做隔离，输出信号线做隔离。
4.重新校准探头，探头要跟被测量页面垂直。
5.重新选择合适的安装位置，尽量避免干扰物出现
6.抬高探头安装高度，探头发射面安装高度＞最高页面+盲区。 |
| 测量的数据上下波动很大 |
1.水面波动很大。
2.电源来的电磁干扰
3.变频器干扰。
4.超声波遇到虚假的水面反射目标。
5.超声波进入盲区。
6.探头跟主机接线错误。 |
1.寻找水面平稳处安装。
2.更换供电电源，或者改为隔离电源供电。
3.把主机单独可靠接地，同时远离变频器。
4.重新更换安装位置，保证探头发射的超声波不会打到渠道两边和其他障碍物。
5.抬高探头，让最高水位不能进入盲区。
6.按照说明书重新接线。如果中间加过延长线，需要注意接线顺序，而且电线的屏蔽层都要接。 |
附表一 巴歇尔槽构造尺寸 单位：米
| 类别 |
序号 |
喉道段 |
收缩段 |
扩散段 |
墙高 |
| b |
L |
N |
B1 |
L1 |
La |
B2 |
L2 |
K |
D |
小
型 |
1 |
0.025 |
0.076 |
0.029 |
0.167 |
0.356 |
0.237 |
0.093 |
0.203 |
0.019 |
0.23 |
| 2 |
0.051 |
0.114 |
0.043 |
0.214 |
0.406 |
0.271 |
0.135 |
0.254 |
0.022 |
0.26 |
| 3 |
0.076 |
0.152 |
0.057 |
0.259 |
0.457 |
0.305 |
0.178 |
0.305 |
0.025 |
0.46 |
| 4 |
0.152 |
0.305 |
0.114 |
0.400 |
0.610 |
0.407 |
0.394 |
0.610 |
0.076 |
0.61 |
| 5 |
0.228 |
0.305 |
0.114 |
0.575 |
0.864 |
0.576 |
0.381 |
0.457 |
0.076 |
0.77 |
标
准
型 |
6 |
0.25 |
0.60 |
0.23 |
0.78 |
1.325 |
0.883 |
0.55 |
0.92 |
0.08 |
0.80 |
| 7 |
0.30 |
0.60 |
0.23 |
0.84 |
1.350 |
0.902 |
0.60 |
0.92 |
0.08 |
0.95 |
| 8 |
0.45 |
0.60 |
0.23 |
1.02 |
1.425 |
0.948 |
0.75 |
0.92 |
0.08 |
0.95 |
| 9 |
0.60 |
0.60 |
0.23 |
1.20 |
1.500 |
1.0 |
0.90 |
0.92 |
0.08 |
0.95 |
| 10 |
0.75 |
0.60 |
0.23 |
1.38 |
1.575 |
1.053 |
1.05 |
0.92 |
0.08 |
0.95 |
| 11 |
0.90 |
0.60 |
0.23 |
1.56 |
1.650 |
1.099 |
1.20 |
0.92 |
0.08 |
0.95 |
| 12 |
1.00 |
0.60 |
0.23 |
1.68 |
1.705 |
1.139 |
1.30 |
0.92 |
0.08 |
1.0 |
| 13 |
1.20 |
0.60 |
0.23 |
1.92 |
1.800 |
1.203 |
1.50 |
0.92 |
0.08 |
1.0 |
| 14 |
1.50 |
0.60 |
0.23 |
2.28 |
1.95 |
1.303 |
1.80 |
0.92 |
0.08 |
1.0 |
| 15 |
1.80 |
0.60 |
0.23 |
2.64 |
2.10 |
1.399 |
2.10 |
0.92 |
0.08 |
1.0 |
| 16 |
2.10 |
0.60 |
0.23 |
3.00 |
2.25 |
1.504 |
2.40 |
0.92 |
0.08 |
1.0 |
| 17 |
2.40 |
0.60 |
0.23 |
3.36 |
2.40 |
1.604 |
2.70 |
0.92 |
0.08 |
1.0 |
大
型 |
18 |
3.05 |
0.91 |
0.343 |
4.76 |
4.27 |
1.794 |
3.68 |
1.83 |
0.152 |
1.22 |
| 19 |
3.66 |
0.91 |
0.343 |
5.61 |
4.88 |
1.991 |
4.47 |
2.44 |
0.152 |
1.52 |
| 20 |
4.57 |
1.22 |
0.457 |
7.62 |
7.62 |
2.295 |
5.59 |
3.05 |
0.229 |
1.83 |
| 21 |
6.10 |
1.83 |
0.686 |
9.14 |
7.62 |
2.785 |
7.32 |
3.66 |
0.305 |
2.13 |
| 22 |
7.62 |
1.83 |
0.686 |
10.67 |
7.62 |
3.383 |
8.94 |
3.96 |
0.305 |
2.13 |
| 23 |
9.14 |
1.83 |
0.686 |
12.31 |
7.93 |
3.785 |
10.57 |
4.27 |
0.305 |
2.13 |
| 24 |
12.19 |
1.83 |
0.686 |
15.48 |
8.23 |
4.785 |
13.82 |
4.88 |
0.305 |
2.13 |
| 25 |
15.24 |
1.83 |
0.686 |
18.53 |
8.23 |
5.776 |
17.27 |
6.10 |
0.305 |
2.13 |
附表二 巴歇尔槽水位-流量公式
类
别 |
序
号 |
喉道宽度
b(米) |
流量公式
Q=Chan
(L/S) |
水位范围
h(米) |
流量范围
Q(L/S) |
临界淹没度% |
|
| |
| 最小 |
最大 |
最小 |
最大 |
|
小
型 |
1 |
0.025 |
60.4ha1.55 |
0.015 |
0.21 |
0.09 |
5.4 |
0.5 |
|
| 2 |
0.051 |
120.7ha1.55 |
0.015 |
0.24 |
0.18 |
13.2 |
0.5 |
|
| 3 |
0.076 |
177.1ha1.55 |
0.03 |
0.33 |
0.77 |
32.1 |
0.5 |
|
| 4 |
0.152 |
381.2ha1.54 |
0.03 |
0.45 |
1.50 |
111.0 |
0.6 |
|
| 5 |
0.228 |
535.4ha1.53 |
0.03 |
0.60 |
2.5 |
251 |
0.6 |
|
标
准
型 |
6 |
0.25 |
561ha1.513 |
0.03 |
0.60 |
3.0 |
250 |
0.6 |
|
| 7 |
0.30 |
679ha1.521 |
0.03 |
0.75 |
3.5 |
400 |
0.6 |
|
| 8 |
0.45 |
1038ha1.537 |
0.03 |
0.75 |
4.5 |
630 |
0.6 |
|
| 9 |
0.60 |
1403ha1.548 |
0.05 |
0.75 |
12.5 |
850 |
0.6 |
|
| 10 |
0.75 |
1772ha1.557 |
0.06 |
0.75 |
25.0 |
1100 |
0.6 |
|
| 11 |
0.90 |
2147ha1.565 |
0.06 |
0.75 |
30.0 |
1250 |
0.6 |
|
| 12 |
1.00 |
2397ha1.569 |
0.06 |
0.80 |
30.0 |
1500 |
0.7 |
|
| 13 |
1.20 |
2904ha1.577 |
0.06 |
0.80 |
35.0 |
2000 |
0.7 |
|
| 14 |
1.50 |
3668ha1.586 |
0.06 |
0.80 |
45.0 |
2500 |
0.7 |
|
| 15 |
1.80 |
4440ha1.593 |
0.08 |
0.80 |
80.0 |
3000 |
0.7 |
|
| 16 |
2.10 |
5222ha1.599 |
0.08 |
0.80 |
95.0 |
3600 |
0.7 |
|
| 17 |
2.40 |
6004ha1.605 |
0.08 |
0.80 |
100.0 |
4000 |
0.7 |
|
大
型 |
18 |
3.05 |
7463ha1.6 |
0.09 |
1.07 |
160.0 |
8280 |
0.8 |
|
| 19 |
3.66 |
8859ha1.6 |
0.09 |
1.37 |
190.0 |
14680 |
0.8 |
|
| 20 |
4.57 |
10960ha1.6 |
0.09 |
1.67 |
230.0 |
25040 |
0.8 |
|
| 21 |
6.10 |
14450ha1.6 |
0.09 |
1.83 |
310.0 |
37970 |
0.8 |
|
| 22 |
7.62 |
17940ha1.6 |
0.09 |
1.83 |
380.0 |
47160 |
0.8 |
|
| 23 |
9.14 |
21440ha1.6 |
0.09 |
1.83 |
460.0 |
56330 |
0.8 |
|
| 24 |
12.19 |
28430ha1.6 |
0.09 |
1.83 |
600.0 |
74700 |
0.8 |
|
| 25 |
15.24 |
35410ha1.6 |
0.09 |
1.83 |
750.0 |
93040 |
0.8 |
|
说明：修工系数"C"跟指数"N",以序号1（1号槽）为例，修工系数C是：60.4 指数N是：1.55
如何根据回波图形判断现场故障原因-部分
超声波明渠流量计有个功能是能够看到现场反射回来的超声波的波形，通过回波的形状可以大致判断现场的故障原因。下面我给大家讲解一下。
进入回波图：先按住向下的按键不要放掉，再按住“SET”键，保持三秒钟就会出现回波图。
退出回波图：先按住向上的按键不要放掉，再按住“SET”键，保持三秒钟就会退出回波图。
一、共振现象
探头跟金属的支架或者法兰连接的情况下，因为探头是在不断振动，这个振动可以传播到金属法兰上，再由金属法兰反射回来，叠在在探头上，从而形成一个较强的反射信号。会出现水池的水位只有3米，而超声波明渠流量计上显示已经接近满量程了。
图1 共振形成的回波信号
在回波图形中，越靠近左边，就是越靠近探头的回波，越靠近右边就是离开探头越远的回波。
左图是现场拍摄回来的超声波回波图片，右图是比较图，在右图中我用方框框起来的部分是探头跟金属支架之间产生共振造成的。共振形成的波已经定格了，这样后面的反射波虽然很清晰，但是因为强度和宽度都没法跟共振形成的波比较，因此在超声波明渠流量计上常常出现水池满了的情况。
图2 解决了共振后的回波信号
在解决了共振问题后，紧靠着左边的回波比图1明显窄了很多，这个时候真实的回波就能够被超声波明渠流量计识别出来了。
二、液体进入了超声波明渠流量计的盲区
图3 进入盲区后出现的回波图
超声波明渠流量计从探头发射面出去的部分有一个盲区，这个盲区随着有效测量距离的增大而增大。比如：5米量程的超声波明渠流量计在20℃时候有0.30-0.35米的盲区。
右图中红色方框框出来的就是因为盲区造成的高强度回波，红色圆圈圈出来的是正常的回波信号，这个地方因为盲区造成的回波太强，所以后面的真实回波信号就被掩盖住了，造成测量出来的水位数据可能是任何数值。有细心的朋友可能会发现，这个进入盲区的回波有点像文章里面第一个共振造成的回波图形。
我们把探头抬高安装，使最高水位到探头发射面之间的距离大于0.35米的盲区，然后我们发现回波变了。在左边紧靠探头的
图4 探头抬高后的回波图
三、电磁干扰
现场的电磁干扰最主要来自于变频器、电动机、离心机等的干扰，这些干扰很大一部分通过电网传播，一个工厂的供电系统有一台变频器就会污染整个电网。我们先看看正常的回波图：
图5 正常的反射波信号
上面两张图是正常的回波图，最下面的基线，也就是从左到右这么一长条的横条，有大约4mm高度的，都比较清晰，没有毛刺，从左到右都是一样高度。图中打圈的就是反射的超声波信号，非常明显。
图6 电磁干扰的回波图形
上图中，左图是原图，右图我用红色圈出来的部分是很大的一片毛刺，是电磁干扰形成的，回波图中的没有明显的反射波，整个基线上面有很多毛刺，这就是一种电磁干扰。图中基线下面第一行3个数字，第二行前2个数字都是0.表示从探头回来的波被覆盖了。
图7 变频器干扰的回波图形
上图中左图是原图，右边是我用红色圈圈出来的。红色圈里面是一个个间距差不多的，有规律分布的波峰，这个是比较有代表性的变频器造成的电磁干扰。这里基线下面的两行数字都有数值，但是这些数值都是电磁干扰形成，没有任何意义。
图8 变频器干扰的回波图形
上图中左图是原图，右图是我用红色圈出来的，右图里面方框选定的是干扰的波形，椭圆形选定的是真实回波，干扰的波形比真实回波高很多，超声波就没法识别出来。
图9 变频器干扰的回波图形
图9比较有意思，椭圆形圈出来的是真实的反射波，方框圈出来的是变频器的干扰波，虽然有变频器的干扰，但是水面的反射信号强度明显超过变频器的干扰信号，结果是现场测试数据还是对的。
图10 强烈干扰的回波图形
图10左图是强烈干扰下的回波图形，图片中从左到右都是高高的干扰波。在这样情况下，接地不能解决所有问题。这个时候就需要判断干扰是从电源部分来的，还是从空气中过来的。
如果是从空气中来的电磁干扰，一般需要给仪表外面做个金属的仪表箱，同时把仪表箱接地。
如果是从电缆线上过来的电磁干扰，特别是用量最多的二线制超声波明渠流量计，可以中间加信号隔离器，来解决这个干扰。
如果是四线制的仪表，那么在电源部分要加隔离电源，在4-20ma输出部分加信号隔离器。
四、接管对测量的影响
超声波明渠流量计的探头，如果缩在接管内，因为接管对信号有放大作用，会导致一些问题。一般接管高度和接管直径是有个比例的，就是5:3.假设高度是200毫米，接管内径要在120毫米以上。
图11 探头缩在接管内的回波
上图中，回波的底部基线变得很宽，这是因为接管把信号放大造成的。圆圈圈出来的是真实的回波，方框里面是特别粗大的基线。
图12 探头拿出接管后的回波
把超声波明渠流量计从里面拿出来之后，基线明显变小，回复正常。圆圈里面的反射波会比基线高好多。
|
