一、产品概述
多普勒流量计是一款高精度宽量程超声波流速流量测量设备,基于多普勒原理设计,无旋浆、轴承等转动部件,采用超声波技术探测流速,测量点位于机体前方,不破坏流场。其具备测量精度高、量程宽、感应灵敏、测流线性好等特点,可在含泥沙、漂浮杂物的环境中稳定工作,且读数直观、操作简便、不易损坏。
该产品执行 SL/T 186-1997 及 GB∕T 15966-2007《水文仪器基本参数及通用技术条件》标准,适用于需连续精确测量流速、流量的场景,安装维护方便,可靠性与精度均表现优异。
核心特性包括:流速量程覆盖 - 6m/s~+6m/s 及 - 12m/s~+12m/s,分辨率达 1mm/s;数据响应速度快,测量结果实时刷新;采用速度面积法测流,适配满管及非满管场景,可自由设定断面水位关系;内置高精度温度传感器,用于水温测量和声速补偿;流体力学外壳设计对水体流态影响小,防腐蚀外壳可适应恶劣环境;能提供瞬时流量与累积流量值;无机械转动部件,避免泥沙堵塞或水草缠绕,尤其适用于多泥沙、多漂浮物的河流;测量线性良好,出厂校准后长期使用无需再次校准;配套数据接收软件,可读取实时及累计数据。
二、工作原理
设备集成流速传感器、压力传感器与温度传感器。流速传感器测量流体速度,压力传感器获取水深数据,温度传感器则用于流体温度测量与声速补偿。通过测得的流速、水位及断面尺寸,可计算得出断面流量。
在超声波多普勒测量中,超声波发射器为固定声源,流体中随水流运动的固体颗粒会反射声波,使发射与接收声波产生频率差,即多普勒频移。该频差与流体流速成正比,因此通过测量频差可计算流速,进而推导流量,适用于杂质较多的脏水、浆体测量,如城市污水、污泥等。
三、主要技术指标
- 流速:测量范围 - 6m/s~+6m/s、-12m/s~+12m/s;精度 ±1%±0.01m/s;分辨率 1mm/s。
- 水深:测量范围 0m-10m(可扩展);精度 ±1cm;分辨率 1mm。
- 流量:测量范围 0.001m³/h-999999999m³/h;精度 ±2-3%(依断面形态而定);分辨率 0.001m³/h。
- 温度:测量范围 - 20℃-65℃;精度 ±0.5℃;分辨率 0.1℃。
- 电源:直流 9V-24V;功耗≤1W;数据刷新频率 1Hz。
- 信号接口:RS485(Modbus);存储容量 2M(可扩展)。
- 防护等级 IP68;工作温度 - 20℃-65℃(不结冰);存储温度 - 10℃-70℃;外壳材质 ABS。
四、接口说明
设备采用 4 芯电缆屏蔽,红色线为电源 +,黑色线为电源 -,黄色线为 RS485-A,绿色线为 RS485-B。电缆内部含导气管,用于压力传感器导气。
注意事项:导气管位于电缆内部,需保证电缆置于干燥处,不可放入水中,否则会损坏设备;颜色与引脚对应以实物为准,设计变更恕不另行通知;电缆延长需用特殊连接装置,不可直接连接。
五、设备组成与详情
设备主要部件包括:
- 发射探头:产生短脉冲声波,能量集中在直径 20 毫米的窄小波束中。
- 接收探头:安装于发射探头旁,接收 10 厘米处的声波信号。
- 温度传感器:内置,用于水温测量和声速补偿。
- 压力传感器:内置,实时反馈水位变化,与流速数据结合转换为流量数据。该传感器为精密部件,禁止尖锐物体触碰。
- 通讯电缆:四芯屏蔽电缆,默认长度 20m,用于连接控制器。
- L 型支架:辅助固定设备。
- 导气管:用于压力传感器压力值比对,不可弯折,否则会导致传感器数值不准或损坏。
六、设备安装
6.1 安装要求
设备应安装在固定断面渠道顺直段下游,顺直段长度建议为渠道水力半径的 15-20 倍,且范围内无过流阻挡物(如水闸、堰等),以保证探头前端水流流态稳定,提升测量精度。
6.2 设备及支架尺寸
- 流量计主体关键尺寸含 70mm、33mm、20mm(直径)、60mm 等,固定部位采用 M6 规格。
- 选配不锈钢板支架尺寸 350mm×120mm,薄板厚度 2~3mm,设 10 个直径 9mm 安装孔,需去毛刺、倒钝锐角。
- 选配方钢支架尺寸含 35mm、60mm、30mm、500mm 等,设 12 个直径 10mm 安装孔,外观需打磨光亮,去毛刺、倒钝锐角。
6.3 安装方式
6.3.1 常规安装
- 材料:M8*60 金属膨胀螺栓 4 个、冲击钻(配 M10 钻头)、线管、30-40cm 软管、若干管卡。
- 环境:需关断水源,无水安装,底部为硬基(如混凝土),泥沙少。
- 步骤:在渠道平整中心按设备 L 型支架孔位定位;打孔后用膨胀螺栓固定设备;用软管套住设备尾部线缆,剩余线缆穿线管保护。
6.3.2 支架安装
分斜面式与直角式,材料含 M8*4 不锈钢螺丝(配平垫、弹簧垫、螺母)、350×120×2mm 不锈钢板、60×35mm 不锈钢方钢、扳手、不锈钢管、软管及管卡。
- 环境:适用于长期有水、水源无法关断、底部无硬基或淤泥多的场景。
- 步骤:用螺丝将设备固定在不锈钢板上,再与方钢连接;尾部电缆穿入方钢,套软管后顺不锈钢管穿出。
- 斜面式:方钢未固定端连接方式依现场而定,角度与河渠斜面一致;设备顺角度放入河中,尽量靠近河底但不接触;主要通过管卡固定,水流大时需加强固定。
- 直角式:方钢未固定端连接方式依现场而定,安装固定方式与斜面式相同,不锈钢管固定在墙面。
6.3.3 井下安装
采用直角式支架安装于井下,固定在井壁上,各部件需紧固,防止水下抖动造成测量误差。
- 方式 1:适合水流平稳、无漂浮物场所,设备整体长度≤井口直径(建议≤500mm)。
- 方式 2:适合水流快、漂浮物多的场所,方钢长度建议与井口半径相仿。
七、安装注意事项
设备必须逆水流方向水平安装在固定断面渠道中间。探头前方不得有遮挡物,否则会导致测流不准,防护板等保护措施与探头的最小距离需 20cm,探头前方的石头或凸起障碍物需及时去除。
设备尾部电缆必须用软管套住并固定,软管与线管接头处需包扎完好。设备底部应水平,不可因凸起导致安装不平稳。
电缆中导气管要求其末端置于干燥处,不可放入水中,否则会损坏设备。安装电缆时需考虑汛期是否有重物碾压,防止电缆破裂进水或断裂,且电缆不可折弯,以免气管堵塞或破裂。
支架式安装前需了解水流四季变化,若有湍急情况,需加强固定位置及部件连接处紧固性,防水下设备松脱。安装前需充分了解现场环境,按实际准备材料。