1、 WL-1A1 型超声波明渠流量计北京九波声迪科技有限公司2011. 10. 1执 行 产 品 标 准 ： HJ/15-2007型 式 批 准 证 书 号 ： 2005F195-111目 录一、用途 3二、仪表的组成及外形尺寸 41、仪表的组成 42、仪表的结构和外形尺寸 43、仪表的显示屏 5三、主要技术指标及技术参数 6四、仪表的工作原理 71、量水堰槽的测流量原理 72、超声波测液位原理 73、仪表的工作原理 8五、安装方法 91、安装量水堰槽 92、安装探头 93、安装仪表 10六、关于仪表显示的说明 111、显示流量 112、查看历史记录 123、数据出现错误的显示 134、电源电压
2、低的显示 13七、量水堰槽构造及安装的技术参考 131 、直角三角堰 132 、矩形堰 153 、巴歇尔槽 17八、仪表的接线 19九、使用按键设置仪表的参数 211 、设置参数时的按键 212 、仪表的参数表 22十 、使用说明 241 、校对仪表的液位 242 、设置仪表的水位-流量表 253 、设置记录历史数据 2624 、校准日历钟 275 、累计流量清零 286 、清除历史记录 287 、使用打印机 288 、(420)mA 299 、继电器 2910、远程通讯(RS-232) 30十一、仪表的标定 311 、标定流量 312 、标定液位 323 、标定输出的(420)mA 324
3、、标定输入的(420)mA 33附录一、巴歇尔槽构造尺寸 34附录二、巴歇尔槽水位-流量公式 35附录三、安装记录表 36附录四、使用 GSM 短消息 38附录五、首次安装最简设置 41附录六、Modbus 通讯协议 43附录七、关键零部件采用记录表 46附录八、配件清单 46安装示例一、在污水井内使用三角堰 47安装示例二、使用静水井可以提高测量准确度 48首次安装，请看附录五、首次安装最简设置欢迎访问北京九波声迪科技有限公司网站，网站地址： www.jb-。可以从网站下载本说明书的电子版本。网站还提供与仪表应用有关的其他技术支持。 3一、用途本仪表与量水堰槽配用，主要用来测量具有自由流条件
4、的渠道内的污水流量。仪表工作时，传感器不与被测流体接触，避免了渠道内污水的沾污和腐蚀。用于测量污水流量，可以比其它形式的仪表，具有更高的可靠性。本仪表有数据存储功能。除存储本仪表流量记录外，还可以接入其它仪表的（420）mA信号，同时记录（如水质测量仪表：COD、PH 等，最多 4 路）。存储的记录可以通过仪表上的按键查看，或通过打印机打印，或通过 RS-232、RS-485、GSM 短信远程通讯传输。本仪表适用于环保部门监测企事业单位的污水排放，适用于污水处理厂测流量。WL-1A1 超声波明渠流量计的应用情况如图一。图一 、 WL-1A1 超声波明渠流量计用于测污水流量仪表可以显示：瞬时流量
5、、累计流量、累记流量回零的时间和当前的日历时间、探头收到回波，校波的情况、通讯的状态、被记录的其它仪表的示值通过按键可以切换显示： 历史记录探头：要固定安装在量水堰槽的上游，用来测量堰槽规定位置的液位。并将信号传给仪表。仪表根据堰槽的种类、规格换算出流量。量水堰槽：把流量转成液位。构造和安装方法参见本说明书的第七章或有关技术资料。应用的限定条件：明渠内水流要有自游流条件。使用堰板时下游的水位要低于堰坎；使用巴歇尔槽，下游水位要低于“淹没度”。WL-1A、4二、仪表的组成及外形尺寸1、仪表的组成本仪表产品主要由，仪表、探头部分组成（参见图二）。图二、仪表的组成注意：超声波明渠流量计应用中，必须与
6、量水堰槽配合使用。本产品没有提供量水堰槽。应用中根据应用现场条件，参考本说明书的第七章，或其它资料自行构造。2、仪表的结构和外形尺寸（参见图三、图四）仪表探头探头上的校正棒仪表与探头连接的电缆，型号：RVVP4-0.3(四芯+屏蔽，外径小于 6mm)。仪表出厂原配 25m，应用中可接长至 200m。如要超过 200m，需在定货时声明。AC220V 电源的电缆，型号：RVV3-0.5(三芯,外径小于 6mm )。出厂配置 1.5m标签上有出厂的标定记录图三、仪表部分的外形尺寸校 波 回 波 打 印 通 讯 记 录WL-1A型 超 声 波 明 渠 流 量 计使 用 按 键 修 改 参 数 需先 改
7、 变 面 板 背 面 跳 线： 小 数 点 ： 正 负 号 ： 退 出 分 类： 向 后 变 项 ： 向 前 变 项 ： 确 认 存 储北 京 九 波 声 迪 科 技 有 限 公 司231:4.010589L/smRS23插 座 打 印 机 插 座仪 表 后 面 挂 钩 901402仪 表 背 面 视 图仪 表 正 面 视 图 仪 表 底 部 视 图透 明 前 盖DB9针 DB25孔PG7显 示 屏探 头 引 线 过 孔 锁 母 电 源 引 线 过 孔 锁 母63透 明 前 盖 固 定 螺 钉 个旋 松 可 以 拆 下 前 盖可 以 查 看 历 史 记 录改 变 面 板 背 面 跳 线 ,可
8、以修 改 仪 表 参 数面 板 固 定 螺 钉 2个旋 松 可 以 拆 下 前 面 板其 它 引 线 过 孔 锁 母PG7按 键 仪 表 后 面 挂 钩、1=0.251089L/Sm3、5图四、探头部分的外形尺寸3、仪表的显示屏（参见图五 a）图五 a、仪表的显示屏I1、I2 等记录内容或液位通讯输出口位和通讯状态打印机状态探头收到回波状态瞬时流量流量量程累计流量被清零的时间探头收到校波状态日历钟累计流量瞬时流量柱条显示81.93mL/s校 波 回 波 打 印 通 讯 记 录0:402904578102超 声 换 能 器校 正 棒 安 装 探 头 用 的 法 兰 盘四 个 安 装 孔孔 径 =
9、m均 布 在 圆 上探 头 引 线 (RVP4-0.3)25m外 径 66三、主要技术指标及技术参数1. 流量范围：10L/s10m 3/s （由配用的量水堰槽的种类、规格确定）2. 累计流量：8 位十进制数，累满 8 位后自动回零，重计3. 流 量 准 确 度 ： +5 （ 1% 3 配 用 量 水 堰 槽 的 不 确 定 ， 再 附 加 上 1% 2 的 仪 表 测 量 误 差 ）4. 测距范围：0.42m（从探头底部起 0.4m 内是盲区，0.4m2m 内为测距范围）5. 测距准确度：3mm （在 1m 量程内标定的结果）6. 液位分辩：1mm7. 工作环境温度：-2055（ 交 流 供
10、 电 ， 且 仪 表 内 有 附 加 自 伴 热 时 可 以 ： -35 55 ， 附 加 自 伴 热 要 在 订 货 时 声 明 ）8. 仪表防护等级：仪表显示部分：IP66(仪表下部的过线孔要堵死)；探头部分：IP689. 供电电源：交流供电：（220V22V） 6W （使用仪表自伴热时为 26W）直流供电：12V2V 120mA 直流供电时，仪表没有（420）mA 输出和继电器动作交流、直流供电同时存在时，仪表使用交流供电；交流掉电，自动接通直流。11. 仪表日历钟计时误差: 5 分钟/每月12. 仪表数据存储量：每月、每天、每小时的记录：仅记录流量 2 年，附加其它仪表 4 路 4 个
11、月每分钟的记录：仅记录流量 8 小时，附加其它仪表 4 路 4 小时14. 接入其它仪表的(420)mA 电流：仪表内部采样电阻： 200；负端与仪表地端共接可以接入的数量：I1、I2、I3、I4 共 4 路13. 可以配接的打印机：接口插座， DB25 插孔设定为“打印记录”时：EPSON 兼容（建议配用 TP-p40T）设定为“定时打印”时：仅 TP-p40T （需用该打印机内的汉字库）14. (420)mA 电流输出：外部负载电阻：(0500)误差： 0.5 (相对仪表示值)负端与仪表地端共接 (根据应用要求可改成悬浮地输出)输出内容：流量、液位可选15. RS-232：接口插座，DB9
12、 插针编码方式： 1 起始位，8 数据位，1 停止位，有奇偶校验位或无校验位波特率： 300,600,1200,2400,4800,9600,14400,19200,28800,43200,57600 可选通讯协议：怡文、金源、西交、九波等（见第十章第 10 节“远程通讯”）16. 继电器：控制方式： 每累计设定的 m3闭合一次、液位报警、液位上限、液位下限可选类型： 单刀双掷 （常开、常闭）触点容量： AC250V 1A ；DC30V 1A7四、仪表的工作原理1、量水堰槽测流量的原理明渠内的流量越大，液位越高；流量越小，液位越低（参见图五 b）。对于一般的渠道，液位与流量没有确定的对应关系。
13、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（参见图六），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。通过测量量水堰槽内水流的液位，再根据相应量水堰槽的水位-流量关系，反求出流量。常用的量水堰槽种类如图六。图六、常用的量水堰种类量水堰槽的水位-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。本说明书的第七章摘抄了一些常用的类型。每种类型的量水堰槽，都有自己的固定水位-流量对应关系。计算水位
14、-流量关系时，三角堰要求要有渠道宽 B、开口角度、上游堰坎高 p 的参数；矩形堰要有渠道宽 B、开口宽 b、上游堰坎高 p 的参数；巴歇尔槽只要求有喉道宽度的参数 b。2、超声波测液位原理（参见图七）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（水位观测点的位置见堰槽构造说明）。探头对准水面。探头向水面发射超声波。超声波经过 t1 时间，走过 E1 距离，碰到校正棒。一部分超声波能量被校正棒反射，并被探头接收（仪表显示器上用“” 和“”提示是否收到 “校波”）。仪表记下这段时间的长度 t1。超声波的另一部分能量绕过校正棒，经过 t2 的时间到达水面。这部分能量被水面反
15、射后，被探头接收（仪表显、bbBp、,、,图五 b、量水堰槽把流量转成液位8仪 表 探 头 电 源 发 射 、 接 收 超 声 波液 位水 位 -流 量 表流 量显 示 、 存 储累 计 4mA20RS3打 印 机 85调 制 解 调 器GM无 线 模 块I1、 、 、 （ ） 继 电 器三 角 堰水 流 （ 扩 充 功 能 ）示器上用“ ”和“ ”提示是否收到 “回波” ）。仪表记下这段时间的长度 t2。校正棒已经固定在探头上。校正棒的长度 E1 不会变化。仪表根据 t1 与 t2 的比例，再乘以 E1，求出水面到探头的距离 D，D=E1t2/t1。安装仪表时，通过按键向仪表内存内设置探头到
16、“水位=0”的距离 L（“系统参数”13/24“探头距离 ”）。仪表从内存读取参数 L，用 L 减去 D，求出液位 H，（H=L-D）。由于产品生产中,E1 的长度不完全一致；电路的延迟也不一致。仪表实际计算液位时使用的运算式为：H=L-KD，其中“K”为线性修正系数。“K”的数值要经过标定来确定。仪表的参数表中“系统参数” 14/24“修正系数”用于存储“K”，仪表出厂时的标定值记在仪表箱体的右侧标签上（参见图二）。 3、仪表的工作原理（图八）仪表控制探头发射和接收超声波。按图八的过程转为液位（单位：m）。再通过查水位-流量表，把液位转成流量（单位可以是：L/s，或 m3/h）。水位-流量表
17、是存储在仪表里的一组数据。通过仪表上的按键可以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”。仪表的内存中存有：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”。仪表允许设置最多 50 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。一些常用的液位-流量表已预先设置在仪表内。使用时通过参数表选择对应的堰槽种类就可以得到相应的
18、水位-流量表。仪表内没有的水位-流量表，要把堰槽种类设为“自定义”，并逐点的设入水位-流量数据。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。不管是由于仪表自己累计满 8 位回零，或是人为通过按键清除累计使累计回零，仪表都会记忆回零的时间。并在显示屏 “累计流量清零时间”仪 表探 头DE1HLt2探 头发 射 声 波校 正 棒反 射 声 波液 面反 射 声 波水 位 =0图八、仪表的工作原理图七、超声波测液位的原理9的位置上显示出来(图五 a)。仪表内有两组历史数据记录存储器。其中一组用于存储每小时、每日、每月的历史计录。如果仅存储流量
19、、累计流量，可存储多于两年的记录；同时存储液位、I1、I2、I3、I4 只能存储四个月的记录。另一组用于存储每分种的历史记录，如果仅存储流量、累计流量，可存储多于八小时的记录；同时存储液位、I1、I2、I3、I4，只能存储四小时的记录。两组存储器都是循环使用，即存储器存满时，复盖最早的记录。I1、I2、I3、I4 是从接线端子上接入的其它仪表的(420)mA 电流信号。仪表内部的采样电阻为 200。通过按键在“计录内容” 01/11“选项”内选定了某端子时，仪表同时存储记录该端子上外接仪表的历史记录。还会在显示屏上的“记录”位置，交替地显示被选仪表的瞬时示值。从仪表上输出的电信号有四种：(42
20、0)mA 电流模拟信号，根据参数设置可以为瞬时流量或液位；继电器的开关量，根据参数设置，或按每累计多少流量动作一次，或按液位的上下报警点动作，或仅按液位的上限，或仅按液位的下限；RS-232 数字信号，根据参数设置，按通讯协议约定的格式输出；打印机接口，根据设置，或按等间隔逐条打印，或按历史记录连续打印。仪表支持 RS-232、RS-485、调制解调器、GSM 无线通讯模块的数据传输。RS-232、RS-485接口已装在仪表上（图二十二，面板背面的：A、B、GND）。可以通过按键在 RS-232 和 RS-485 之间切换。使用调制解调器需要从 RS-232 上外接。GSM 无线通讯模块较小，
21、可以装在仪表内部。使用调制解调器、GSM 无线通讯模块向计算机通讯，另需专用的计算机软件。使用 GSM无线通讯模块传送短消息，可以使用普通的手机（参见附录四）。五、安装方法1、安装量水堰槽使用本仪表测量流量，在明渠上必须要有量水堰槽。量水堰槽的构造和安装方法见本说明书第七章“量水堰槽构造及安装的技术参考”。2、安装探头探头要安在探头支架上。产品出厂没有配支架，需要根据现场所使用的量水槽的构造条件图九、探头支架的加工方法4=D10支 架 固 定 螺 孔探 头 固 定 螺 孔 均 布 在 10圆 上探 头 安 装 孔 8探 头 固 定 螺 钉 校 正 棒 离 最 高 水 面 ,大 于 .1m探 头 角 钢用 角 钢 做 探 头 支 架 ， 角钢 两 端 埋 入 渠 道 测 墙
