TKL型超聲波流量計(jì)說(shuō)明書(ARM)

1、TKL-1型超聲波明渠流量計(jì)TKL-1 型超聲波明渠流量計(jì)說(shuō)明書一、概述 TKL-1 型超聲波明渠流量計(jì)廣泛適用于冶金、石油、化工、化纖、輕紡、制藥、電鍍、食品加工等工礦企業(yè)自然管道(明渠)的污水排放量的計(jì)量，是城市水污染防治和環(huán)境保護(hù)部門監(jiān)控污水排放的主要儀表之一。二、儀表的功能與特點(diǎn)：1. 儀表采用氣介式集成超聲波傳感器進(jìn)行液位測(cè)量，從而實(shí)現(xiàn)非接觸測(cè)量。2. 儀表采用ARM微機(jī)芯片及大規(guī)模CMOS集成電路，儀表智能化程度高、功能強(qiáng)、可靠性高、功耗小。3. 儀表可以將每天、每月及每年的流量值（即污水排放量） 保存50年，并可以在任意時(shí)刻進(jìn)行查詢。測(cè)量數(shù)據(jù)即使在斷電狀態(tài)下也可永久保持，而無(wú)需電

2、池。4. 儀表具有多參數(shù)駐留顯示功能，可以駐留顯示瞬時(shí)流量、總累積流量，液位及計(jì)量時(shí)間等。駐留顯示選擇可通過(guò)設(shè)置操作完成。也可選擇時(shí)鐘作為駐留顯示。5. 儀表采用觸摸屏，所有操作在屏上完成，故儀表操作非常簡(jiǎn)便。6. 儀表設(shè)有5個(gè)RS-232通信接口，1個(gè)上傳數(shù)據(jù)，4個(gè)下采數(shù)據(jù)。設(shè)有8個(gè)模擬口用于下采數(shù)據(jù)。使儀表具有數(shù)采功能。注：本儀表僅適用于非防爆要求、流體表面不含大量泡沫及非淹沒流場(chǎng)合（若要求須定制）。三、主要技術(shù)參數(shù) 1.流量范圍： 0.1×103m3/s93m3/s 2 測(cè)量誤差：自由流 < ±5； 3.顯示分辨率：瞬時(shí)流量:0.1m3/h 累積流量:1m3 液

3、 位:0.001m 計(jì)量時(shí)間:1h 4.儀表工作條件： 一次儀表： 環(huán)境溫度: -2570 相對(duì)濕度: <5100 二次儀表： 環(huán)境溫度：-10+55 相對(duì)濕度：<85% 5.超聲波盲區(qū)：400mm 6.超聲波傳感器信號(hào)傳送距離：250m（更長(zhǎng)需定制）7.輸出信號(hào)：1個(gè)RS232標(biāo)準(zhǔn)通信接口。8.輸入信號(hào)：4個(gè)RS232標(biāo)準(zhǔn)通信接口，8個(gè)模擬接口。 8.電源： 交流:220V± 10% , 50HZ± 1HZ四、槽號(hào)及規(guī)格1、 流量范圍： 表1：帕歇爾槽系列槽 號(hào)流量范圍(m3/h)最高水位（mm）1#P2519.42402#P5147.63303#P76114

4、.34504#P152404.56005#P228882.27506#P250923.97507#P30015787508#P45024017509#P600323680010#P750407680011#P900492775012#P1000608080013#P1200735380014#P1500926980015#P18001118780016#P21001315880017#P24001510880018#P305029830107019#P366052776137020#P4570896311670 注：1、 “P”表示流量計(jì)使用帕歇爾槽；2、 其它流量規(guī)格可根據(jù)用戶需要定做。 表

5、2：三角及矩形堰系列 堰槽號(hào) 最大流量 （m3/h）最高水位 (mm) 堰形式 Y90 240 277 三角堰 R560 500 510 矩型堰 R700 1000 707 矩型堰 R1000 2000 矩型堰注：1、 上述堰槽號(hào)中的“Y”表示使用三角薄壁堰板，”R” 表示使用矩型薄壁堰板。2、 其它流量規(guī)格或尺寸規(guī)格可根據(jù)用戶需要定做。 五、測(cè)量原理 TKL-1 型明渠流量計(jì)由帕歇爾測(cè)量槽或薄壁堰槽、超聲波傳感器、主機(jī)組成。選用不同的測(cè)量槽可適用不同的流量測(cè)量范圍。 流量計(jì)的構(gòu)成和工作原理如圖1所示。 TKL-1型超聲波明渠流量計(jì) （主機(jī)） 超聲波傳感器 (含溫度傳感器) 觸摸屏 ARM 超

6、聲波 接收 模擬口 電路 RS232 后備電源 流量測(cè)量槽 DC-5V 圖1（1）帕歇爾測(cè)量槽的流量公式： 被測(cè)量的液體流過(guò)測(cè)量槽而形成自由流時(shí)，其流量Q與測(cè)量槽上游側(cè)水位Ha滿足如下關(guān)系： (1)式中C，n為與測(cè)量槽規(guī)格有關(guān)的常數(shù)。 （2）三角形缺口薄壁堰流量公式： （2） （3）矩形缺口薄壁堰流量公式： （3）超聲波液位傳感器在ARM微機(jī)的控制下，控制超聲波的發(fā)射與接收。通過(guò)測(cè)量發(fā)射波與回波的時(shí)間差即可計(jì)算出液位高度Ha或有效液位高度he： （4）式中Ha-液位高度； L-超聲波傳感器的安裝高度(m)； a-超聲波在空氣介質(zhì)中和測(cè)量溫度下的傳播速度(ms)； Dt-超聲波的發(fā)射波與回波的時(shí)

7、間差(S)； 這樣由(1)或（2）、（3）式即可計(jì)算流量。 超聲波液位測(cè)量原理如圖2所示。儀表在ARM微機(jī)的控制下，每秒鐘控制超聲波傳感器檢測(cè)一次水位，計(jì)算出一秒種的流量，并進(jìn)一步累積為時(shí)流量、日流量、月流量、年流量和總累積流量。儀表每秒鐘的測(cè)量值分辯率達(dá)0.00001m3 。儀表將測(cè)量的數(shù)據(jù)存入內(nèi)存。 超聲波傳感器 靜水井 流量槽 S/2 L Ha 圖2六、儀表的安裝與接線根據(jù)表1的適用渠道尺寸的要求，參照?qǐng)D3所示的測(cè)量槽安裝示意圖，對(duì)待裝渠道進(jìn)行改造。1、P型槽的安裝P型槽結(jié)構(gòu)及其安裝示意圖如圖4所示。 靜水井 高于當(dāng)?shù)刈罡?渠道 警戒水位 帕歇爾槽 Ha 坡度1/4 Dh 測(cè)量槽堰口水平

8、線 圖3 填石子混凝土 填石子混凝土圖41）在測(cè)量槽上游側(cè)應(yīng)保證有足夠長(zhǎng)的直段長(zhǎng)度，一般取渠寬度的5 倍以上 2）測(cè)量槽應(yīng)安裝在平穩(wěn)水流渠段。測(cè)量槽置于渠道中間，并應(yīng)水平安裝。帕歇爾槽與行近渠槽中心線重合。 3）流入測(cè)量槽的水流不能有偏流或波浪。 4）按以下公式計(jì)算測(cè)量槽堰口水平線安裝高度。可以在測(cè)量槽底部用小石塊填充，使測(cè)量槽安裝高度符合計(jì)算結(jié)果。 DmaxsHmax£Dh£Pmax1.1Hmax （7）式中，Dmax測(cè)量槽安裝前，最大流量下渠道中的水位高度； s淹沒度（s£0.7）； Hmax最大流量下測(cè)量槽上游側(cè)水位高度（ Hmax =0.200.80 ）；

9、 Pmax渠道邊墻高度。2、 Y型槽的安裝Y型槽結(jié)構(gòu)及安裝示意圖如圖5所示。 高于當(dāng)?shù)?最高警戒水位 明渠 堰板 Ñ 上游水位Ha Ñ Dh 行近渠槽 堰板 明渠 連通器 34hmax 靜水井圖51） 薄壁堰應(yīng)垂直安裝在順直的，槽壁光滑的以及渠底水平的矩形行近渠槽內(nèi)； 2）行近渠槽順直長(zhǎng)度應(yīng)大于水面寬度的10倍； 3、測(cè)量筒的安裝，如圖6 所示。 安裝測(cè)量筒時(shí)，應(yīng)調(diào)整其水平。 溫度傳感器超聲波 傳感器 測(cè)量筒 信號(hào)線 鑼栓 調(diào)節(jié)鑼釘 靜水井 圖64、接線 儀器后面板接線圖：圖7右邊上端兩個(gè)接線端為24V輸出端，均為正極，主要為超波探頭提供電源。右邊為8路模擬量輸入，A是信號(hào)

10、正極，G是信號(hào)負(fù)極。數(shù)字是模擬通道的編號(hào)，如A1，G1是1號(hào)通道。 左邊是5個(gè)RS232數(shù)字接口，口14用于采集下位儀表數(shù)據(jù) ，口5 用于將流量數(shù)據(jù)及采集到下位儀表數(shù)據(jù)打包傳送終端。R是RS232的接收端，T是發(fā)送端，C是公共端（地線）。口14分別對(duì)應(yīng)通道811。超聲波探頭有3根線，紅色是電源線接24V端子，藍(lán)色或褐色是信號(hào)正端線接A0，屏蔽線是信號(hào)負(fù)端線接G0。現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備如需通過(guò)流量計(jì)上傳數(shù)據(jù)，420mA接A1A7任一端口，RS232接14的任一數(shù)字口。 注： 1）接線必須在斷電后進(jìn)行，帶電嚴(yán)禁連拆信號(hào)線。 2）連接超聲波探頭后，需重新調(diào)整零位。 七、儀表的操作與使用儀表顯示、操作面板如圖9，

11、10所示 圖 9 圖案10圖9為當(dāng)前時(shí)間顯示界面，圖10為實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)界面，均為常顯界面，觸摸除按鍵外的其它部分，兩界面互相轉(zhuǎn)換。 1） 歷史數(shù)據(jù)查詢。觸摸“歷史數(shù)據(jù)”按鍵，彈出數(shù)據(jù)類型選擇窗口：今日本月流量本月日流量日流量月流量直查流量 第一項(xiàng)：“今日本月流量”指兩種類型的流量，今日流量指今日0時(shí)到目前查閱為止的累計(jì)流量，本月流量指本月1日0時(shí)到昨日0時(shí)的累計(jì)流量。觸摸該項(xiàng)彈出流量顯示窗口：今日流量：12543.4本月流量：345678.2 第二項(xiàng)：“本月日流量”指本月每天的累計(jì)流量（不包含當(dāng)日累計(jì)流量。觸摸該項(xiàng)彈出流量顯示窗口：10.04.0132345.210.04.0234536.110.

12、04.0333234.610.04.0432834.710.04.0532456.810.04.0631268.910.04.0732546.610.04.0834568.510.04.0937345.6退出 上頁(yè) 下頁(yè) 退出：觸摸該按鍵退出本月日流量查詢狀態(tài)。上頁(yè)：觸摸該按鍵查詢之前日流量。下頁(yè)：觸摸該按鍵查詢之后日流量。 第三項(xiàng)：日流量指查閱本月之前的日累計(jì)流量。觸摸該項(xiàng)彈出流量顯示窗口：日期：100301 年2位，月2位，日2位。輸入日期按確定后顯示： 10.03.0132345.210.03.0234536.110.03.0333234.610.03.0432834.710.03.05

13、32456.810.03.0631268.910.03.0732546.610.03.0834568.510.03.0937345.6 退出 上頁(yè) 下頁(yè)退出：觸摸該按鍵退出本月日流量查詢狀態(tài)。上頁(yè)：觸摸該按鍵查詢之前日流量。下頁(yè)：觸摸該按鍵查詢之后日流量。第四項(xiàng)：月流量指查閱本月之前的月累計(jì)流量。觸摸該項(xiàng)彈出流量示窗口：日期：1003 年2位，月2位，輸入日期按確定后顯示：10.03:3465461.5 左邊為年月份，右邊為月累計(jì)流量，單位為立方米。第五項(xiàng)：直查日流量指查閱本月之前的日累計(jì)流量。觸摸該項(xiàng)彈出流量顯示窗口：10.03.0132345.210.03.0234536.110.03.0

14、333234.610.03.0432834.710.03.0532456.810.03.0631268.910.03.0732546.610.03.0834568.510.03.0937345.6 退出 上頁(yè) 下頁(yè)退出：觸摸該按鍵退出本月日流量查詢狀態(tài)。上頁(yè)：觸摸該按鍵查詢之前日流量。下頁(yè)：觸摸該按鍵查詢之后日流量。2）參數(shù)設(shè)置觸摸“參數(shù)設(shè)置”按鍵，彈出數(shù)據(jù)類型選擇窗口：密碼： 輸入密碼“1234”（出廠密碼為1234）按確定鍵后，進(jìn)入下一窗口： 時(shí)間設(shè)置通道設(shè)置密碼設(shè)置顯示設(shè)置 第一項(xiàng)：時(shí)間設(shè)置。重新設(shè)置機(jī)內(nèi)時(shí)鐘。觸摸該項(xiàng)彈出時(shí)間設(shè)置窗口：時(shí)間：100405113500 輸入新的時(shí)間后，按確

15、定鍵。年月日時(shí)分秒均為2位。從年到秒必須全部輸入，否則無(wú)效。上面所輸時(shí)間為：10年4月5日11時(shí)35分00秒。第二項(xiàng)：通道設(shè)置。設(shè)置流量及數(shù)據(jù)采集的各種參數(shù)。觸摸該項(xiàng)彈出通道設(shè)置窗口： 通道0類型電流電流4-20速率2400因子無(wú)渠型明渠槽號(hào)Y090流量90量程1000.0修正0.0 退出 確定 參數(shù)設(shè)置表通道：設(shè)置所設(shè)參數(shù)對(duì)應(yīng)的通道編號(hào)。一共12個(gè)通道，07對(duì)應(yīng)后面板模擬接口A0A7，811對(duì)應(yīng)后面板數(shù)字RS232的C1C4接口。類型：指示所設(shè)通道接口的類型。有兩種類型的接口，模擬和數(shù)字。電流指明該通道是模擬口，串口指明該通道是數(shù)字口。該項(xiàng)不用設(shè)置。電流：模擬通道有兩種傳送數(shù)據(jù)的方式，一種電

16、流范圍為020mA, 一種電流范圍為420mA,設(shè)置0對(duì)應(yīng)420mA, 設(shè)置1對(duì)應(yīng) 020mA。對(duì)于串口該項(xiàng)無(wú)效。速率：設(shè)置串口的通信數(shù)率。0對(duì)應(yīng)變2400波特，1對(duì)應(yīng)4800波特，2對(duì)應(yīng)9600波特。對(duì)于模擬口該項(xiàng)無(wú)效。因子：設(shè)置測(cè)量的污染物的名稱。數(shù)字編碼與污染因子對(duì)應(yīng)關(guān)系如下表： 數(shù)字編碼污染因子0該通道為空1COD2流量3pH4氨氮5總磷6余氯7濁度8鎳9鉛10鋅11氰12總銅13氟渠型：兩種選擇。0對(duì)應(yīng)明渠，1對(duì)應(yīng)管道。該項(xiàng)僅對(duì)流量有效。槽號(hào)：選擇堰槽的槽型。該項(xiàng)僅對(duì)流量有效。槽號(hào)與槽型的對(duì)應(yīng)關(guān)系如下表：槽號(hào)槽型說(shuō)明0Y090三角堰1R560矩型堰2R700矩型堰3R1000矩型堰4

17、P25以下為巴歇爾槽5P516P767P1528P2289P25010P30011P45012P60013P75014P90015P100016P120017P150018P180019P210020P240021P305022P366023P4570流量：該參數(shù)不用設(shè)置，自動(dòng)給出對(duì)應(yīng)堰槽的最大流量。僅對(duì)流量有效。量程：與下位儀表輸出最大范圍對(duì)應(yīng)。對(duì)于明渠流量計(jì)該值始終為1000.0。該設(shè)置對(duì)電流口有效。修正：對(duì)下位儀表傳上來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行修正。使傳上來(lái)的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。 流量參數(shù)設(shè)置實(shí)例： 1接線 超聲波探頭接于0通道，即超聲波探頭的信號(hào)線+端接A0，信號(hào)線-端接G0，電源線接24V端子。 2槽型為P

18、152 3參數(shù)設(shè)置 通道設(shè)置：觸摸參數(shù)設(shè)置表的通道項(xiàng)彈出窗口：通道：0 輸入0，按確定鍵。 電流設(shè)置：觸摸參數(shù)設(shè)置表的電流項(xiàng)彈出窗口：電流：0 輸入0，按確定鍵。根據(jù)對(duì)應(yīng)關(guān)系，此數(shù)字對(duì)應(yīng)4-20mA電流。因子設(shè)置：操作步驟同上，輸入2。根據(jù)對(duì)應(yīng)關(guān)系，此數(shù)字對(duì)應(yīng)流量。槽號(hào)設(shè)置：操作步驟同上，輸入7。根據(jù)對(duì)應(yīng)關(guān)系，此數(shù)字對(duì)應(yīng)堰槽P152。修正設(shè)置：操作步驟同上。先設(shè)為0。保存退出。用尺量測(cè)水位度與流量?jī)x表實(shí)時(shí)顯示的高度項(xiàng)的值比較，確定修正值小,使尺量測(cè)水位高度值與流量?jī)x表實(shí)時(shí)顯示的高度值相同。顯示的高度值與修正值的關(guān)系式為：顯示的高度值=顯示的高度值（修正為0時(shí)）+修正值。假設(shè)修正為0時(shí)，尺量測(cè)的水位為120mm,儀表顯示的水位為本150mm,修正值應(yīng)設(shè)為-30。 參數(shù)設(shè)置好后，按退出按鍵彈出對(duì)話筐： 是否保存數(shù)據(jù) 退出 保存 選擇保存。設(shè)置完成后的參數(shù)表如下：通道0類型電流電流4-20速率2400因子流量渠型明渠槽號(hào)P152流量404.5量程1000.0修正-30.0退出 確定第三項(xiàng)：密碼設(shè)置。通過(guò)設(shè)置啟用新的密碼。第四項(xiàng)：顯示設(shè)置。該項(xiàng)設(shè)置確定實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)界面顯示的因子內(nèi)容。觸摸該項(xiàng)彈出設(shè)置對(duì)話筐：第一行 0第二行