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多普勒超声波流速仪流量计 7 f" Y1 y7 i# D
HR7600-2型
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0 Q" Y5 `* v1 ?4 B& s( b# k4 g 陕西恒瑞测控系统有限公司 5 K( R. ], J1 A5 x6 n( J! {7 a
第一章 产品彩照及其简介 5 b P$ M2 p, F* A- d- ~# `, h
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。
. L) Y- I' s* U) ~, t; t ◆ 采用 Modbus 通信协议，利用 RS485 总线进行与手持机通信。 4 q! V8 W% h: `; }8 \
◆ 水下传感器设备安装方便。有金属底座固定装置，安装简单。 * h. n, ~2 ^0 G$ s( M
◆ 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。
. o+ S/ c" v& _) l$ _ ◆ 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。 - ]9 C g# O/ ^1 P& k0 @7 Y
1 t% v) U1 b0 f0 P* `) i% r7 N, W
3 \' K+ d2 K9 n8 r, ]1 f1 H8 u 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" A! E, l* }# N, v1 j. X
，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。 ! F: }) T+ r& M3 }" |. v- o: v
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。 + y* l1 b" F9 \, v; E
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* s F2 [$ C1 I
离。 4 W* G- `# ?& v/ `
第三章 产品技术指标
7 A2 `/ C7 R6 P/ O9 t/ K3 d 3.1 测量指标 ) g8 `2 ~8 e. m% [" i. ^
内容 范围 精度 9 [3 C- l" l) j& ]( w4 T
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 Z2 b! |3 d) k4 ]1 A
水温测量（℃） -10℃～60℃ ±1（℃）
% ^6 W: a3 p* J; p, e 水深测量范围（m） 0.05米～10米（～100米可订 制） 0.5%±0.5cm
+ l3 X2 J ?1 g- Z4 w' f 瞬时流量范围： 1升/秒～99.99立方米/秒 ) g6 p5 B8 q+ _/ f6 N
累计流量 0.1立方米～999999立方米 9 N1 T% b. \; K1 }( v- d
3.2 性能参数
/ [/ e. _& u4 y/ V9 i+ f 电气内容 范围 备注 5 O& f9 _' R. V& x; j
工作电压（V） 7.5V～24VDC % g" a" v2 N% v4 B" i/ M7 i* b
功耗（mA） <=65毫安（发射瞬间） 12V供电 1 b" }: U/ e9 p2 Y: T( W% s, |
工作水深（m） 0.1米～10米
% `7 B- I( y1 {5 `8 l7 p: G$ I 数据更新周期（s） 6秒-60 秒 ' l% w" F2 \( M$ L) U* Y v
3.3 其他
* `$ _8 [% u4 C- d- q( x. x 测量种类：点流速、液位、温度、流量
" ~: k: T$ K6 I! \! } ` 防护等级：IP68
' C$ b% e) A7 J* G 测量方式：在线式 ; c( s+ [% `5 G& F1 }
测量原理：声学多普勒法，速度面积法
$ F. s4 r4 B( @ L3 L 供电方式：电池、太阳能、市电 & Y. e5 M0 p3 E3 n3 z' E. A1 Z
输出信号：Modbus RS485
* S9 Y* f, O. [8 d; l 输出信号内容：点流速、水位、温度 5 f7 ~! b( L: X0 u, j
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 ! B" y( N9 g/ h" T
第四章 安装说明
* w$ G- k( Y6 E( S; w8 W 4.1 渠道内安装条件和位置 : i/ n5 j+ w% C
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。
9 U) P& q+ ]6 o8 K5 H 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。
; x3 A: g+ k; a) T- O; Z- g8 h 3.标配型号耐压10米，可定制满足最大100米耐压的需求。
& M- p' B6 Y8 J( U8 ` 4.多普勒法流量计对流体内固体杂质含量要求低于20kg/m³。 3 A8 t* I+ V. W- x
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。 . V; S8 O, l+ B' h
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。
# }" |% l, C0 l2 e0 y& A 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。 2 ]7 M6 I5 L0 w3 B. V
8.传感器需水平安装。
9 |9 `0 N" L* a 9.传感器需与水流方向平行，探头所对方向需与水流方向
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水流平稳的渠道
2 n5 i9 b0 u4 e( l; C 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。
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传感器安装点上游和下游直渠道要求
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传感器安装点上游和下游直渠道要求 9 Y# C( S: h; l/ ~) U. 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。 % x' e. t" W, F" R9 a) D
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。 [5 S$ e! t, A/ W7 C7 u0 g
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* o& i" H4 m( a 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
! p7 G0 x' E* }1 u7 i' z3 ~4 n5 I 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。 / ~( |8 x. t) M
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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* `6 C2 S8 t7 r" V 闸门现场水流情况 3 ]. U" G* [- z# a: a2 T! X8 H7 H
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。
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* E) A8 h9 n% \% p3 E8 b 确定安装高度
! z7 u) ~9 I# d 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
2 w; E# r" Q; }4 y2 v4 X$ E7 |; d 定。 ' |6 T: l; _- \
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
% R& B- U; G3 V4 o 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。
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最低水位比传感器高10厘米以上 x, O% k; d. I. J5 Y
水平安装位置的选择
- S6 l6 n/ J0 g- {- N 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% ; {" A! p9 I2 T! L- K, ]* z6 N) J
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。 * e- j7 K6 K8 x
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! {1 b" I2 ^) S# y. |$ g* Y R 矩形渠道安装位置要求
5 D$ o+ u7 e' b0 A* E3 V3 N 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。
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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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传感器水平安装要求 8 u+ B* e8 S4 ~. z2 G
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4.2 管道或者涵洞内安装条件和位置 ) |& @7 X" E' ]3 q/ s% b( m
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。
5 _& w7 }! @$ s. Z: e 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；
a2 S1 e2 Q& ?# y3 ]9 n1 h$ n8 n 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
8 L5 `8 `. ?5 P/ ?/ T P! h) M 传感器要有管道内径5倍以上距离。 , h2 k- P! o! Y; E) y
4.3 河道内安装条件和位置
! j5 Q# [# w) {4 u; U. _$ E* ] 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。
t0 X6 l8 |+ a% l 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。
1 G3 ]& I, L, q' X# `8 s; y% \ 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 $ T/ r" e8 D; c l; N
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。
9 Q# e. F, ^) p2 E0 W; M3 k4 J+ h 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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6 H# w! r$ Y& D4 M0 ?6 S3 ]/ ? 安装5个传感器的示图 & _6 P# V. u+ i4 M/ u8 S+ c5 y, N7 P: t! o
②要确保安装点旱季的最低水位比传感器高10厘米。
5 @, K$ q& ]; R, f( T 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。 ( [4 h1 a( U) k0 Z3 V5 U* W
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
3 B' V; T. X5 K9 U: l+ G 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。
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9 w- z, J+ \, B$ I' V6 j8 ]5 v; h , v! E) C3 g) g" }+ x
水位很浅并且有石头流过的渠道 , n v; z( ?, C. F
4.4 渠道内现场安装支架及布线 9 j4 P5 m( x: i3 u
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！
# M7 O' L1 a' H! C0 D) Y 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 # c# U1 N7 K3 [( i" U, K
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。
; P Q( \# _+ C 在可以断水的前提下，传感器可以固定于渠道底部。
/ m2 n) T" U b' c6 o6 B 4.5 管道内现场安装支架及布线
5 V: R* @9 d$ k) d9 i; u 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。 & I1 Y* t+ L/ N" O- m% N* }, G3 Z
* X# q" z$ t0 o v( X5 s0 L7 e & m4 _! b! G4 I. }4 P4 Z# n
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
; J1 t5 O- R! o) ^ 管内通向主机：
3 F5 ` m) _$ L6 M) ^0 [ c; T 1000毫米污水排放管道安装实物图 ( ~% J" M# @0 }, H
4.6 河道内现场安装支架及布线
. c% m: P6 w' g- ?; j 在河道内安装，也是通过侧面的支架来安装。
( [1 V( d6 {2 T
4 Q; l H/ v, ]0 p5 ^2 K 9 m, A0 @6 f0 p! T6 t0 l; F1 i
在河道内安装 4 H& T% H6 G% \ u. G
●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。 " ]; s1 y' p- }
●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。
0 A z4 \8 e, [/ t ●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
) e4 I8 F; M7 y, o 用两根2芯屏蔽电缆连接。 8 |" u/ w ], C5 n& ?$ x# J5 p
●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。 " c f) Z( H" ^; L+ N8 a
●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。 / l1 Y% A( L* p* j. l" h
●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。 ( y6 |0 y, V" `: k' o/ Q
●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。
5 @3 t2 B. b% j- h" ^' m0 s* c! s# \$ ? 4.7 安装步骤
$ N$ O# \% |6 L3 H6 x 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。
/ Y$ W' w# i7 ^) {4 W# G6 f# R ②传感器跟安装底座固定。
, T l# R' _7 C2 a) | 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。
" @; K8 u4 l1 j 否则时间长了，传感器出线肯定会断裂！！！ . @5 P1 F3 _' s7 Q* I0 v
④通过笔记本电脑发送指令查看测量数据
' A1 X$ V3 z- R! O5 N 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。
/ ?' M- h1 Y, m1 B' Y" N3 y& @ ⑥清洁传感器上游存在的垃圾。 ( d2 s; n7 }% _4 t8 ` v
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