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明渠多層時差法測流系統(tǒng) 

 LSC系列箱式超聲波明渠流量計是江蘇聚邦自動化科技有限公司依據(jù)SL/186-1997《超聲波流速儀》、GB/T11826.2-2012《流速流量儀器第2部份：聲學(xué)流速儀》、GB/T21303-2007《灌溉渠道系統(tǒng)量水規(guī)范》等國家規(guī)范，自行研制與生產(chǎn)的一款針對明渠渠道流量檢測的專業(yè)設(shè)備，具備測量精度較高、安裝與維護簡單和使用壽命長等特點。

多層時差法流速儀是利用多組超聲波換能器分層（每層一對）安裝于灌渠二側(cè)。通過采集控制器分時的控制每層的超聲波換能器相向交替收發(fā)超聲波。通過檢測超聲波在水中順流和逆流傳播的時間差來間接的算出水的流速。其每層的流速為：

式中：V為層流速，C為超聲波在水中的傳播速度，△t為超聲波在該層順逆流的時差，X為同層的超聲波換能器在水流方向上的距離。

通過分層的算出各自的流速進而可以算出該斷面的平均流速，采集儀得到這個流速后結(jié)合液位傳感器測出的液位及箱體的固有尺寸算出過流斷面積進而計算出斷面的流量。

本套測流設(shè)備主要由箱式超聲波明渠流量計（內(nèi)含多對超聲波換能器、采集控制器、高精度電子水尺）、傳輸模塊和供電單元組成。

圖：系統(tǒng)組成示意圖

我司通過對國內(nèi)外諸多廠家的明渠測流設(shè)備功能與特點的統(tǒng)計與分析，總結(jié)出普遍存在諸多問題后（如：渠道結(jié)構(gòu)多樣性、水質(zhì)較差，漂浮物較多、淤泥沉淀和阻水等情況），為了能解決傳統(tǒng)產(chǎn)品的局限性，針對性的設(shè)計與研發(fā)了本測流系統(tǒng)，經(jīng)過在諸多項目中的實際應(yīng)用，取得了極佳的應(yīng)用效果。

2 多層次結(jié)構(gòu)：本測流系統(tǒng)采用多層結(jié)構(gòu)，通過測量不同水深的層流速，并多次取值，通過數(shù)據(jù)建模方式用數(shù)學(xué)的方法求得平均流速，具有極高的準(zhǔn)確性；

2 箱式結(jié)構(gòu)：多層超聲波換能器組和水位計及采集控制器均嵌入一個箱體內(nèi)免去了現(xiàn)場安裝時需要換能器對準(zhǔn)與接線的難度，同時箱體的入水口采用喇叺口式結(jié)構(gòu)起到不阻水、減少水草、漂浮物等附著，大大減少了維護工作量；

2 由于本測流系統(tǒng)采用多層傳感器結(jié)構(gòu)，運行一段時間后可建立層流速分布模型，即使某層出現(xiàn)故障本設(shè)備依舊可以正常的工作。

2 所用超聲波換能器采用大功率驅(qū)動，具有超強的信號發(fā)送能力和較高的接收靈敏度，在較惡劣的環(huán)境下也能正常工作。

2 防護等級：水下工作設(shè)備均采用IP68防護。

二、型號規(guī)格與技術(shù)參數(shù)

1型號規(guī)格見下表：

2技術(shù)參數(shù)

2.1、測量渠寬：0.4米∽1.6米（見規(guī)格型號表）

2.2、測量渠深：0.4米∽1.6米（見規(guī)格型號表）

2.3、流量測量范圍：見規(guī)格型號表

2.4、測量誤差：±2%

2.5、水位測量：高精度電子水尺、誤差：±2.5mm

2.6、供電電源：DC12V

2.7、功耗：不大于60mA(不含電子水尺），不大于80mA(含電子水尺）

2.8、通訊接口：RS485 MODBUS協(xié)議

2.9、防護等級：IP68

三、安裝與接線

1、安裝（見安裝示意圖）

   將箱體直接嵌入到被測渠道中，箱體要盡量垂直，箱體二側(cè)與渠道用水泥直接封死并抹平即可。

2、接線：、

流量計輸出共四芯線，其中紅色線接電源12V正，黑色線接電源12V負，

黃色線接RS485A，蘭色線接RS485B。

四、使用與維護

1、當(dāng)安裝與接線完畢設(shè)備即可使用，因所有換能器、采集控制器、水尺均內(nèi)嵌入箱體且出廠前均進行過實流標(biāo)定在實際使用中不需進行其它設(shè)置與調(diào)整。

2、設(shè)備在使用中一般不需要進行特別的維護，但是長年的使用會因為水質(zhì)或渠道的原因會在渠中會有沉淀及其它雜物，當(dāng)管理人員在平臺上或現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)水位與流量不正常時應(yīng)及時觀察換能器上是否有雜物遮擋，水位低層是否有大量的泥沙沉積，如果有進行清理即可。

3、設(shè)備工作時會接有無線傳輸裝置RTU，當(dāng)無數(shù)據(jù)上傳時可檢查RTU內(nèi)的流量卡是否還有流量，系統(tǒng)供電是否正常，與RTU接線是否正常并進行相應(yīng)的處理

五、附錄（通訊協(xié)議）

1、通訊參數(shù)設(shè)置：

   波特率：9600，數(shù)據(jù)位：8位，停止位：1，校驗位：無校驗

   通訊協(xié)議：MODBUS  RTU協(xié)議。廣播地址：FF

   功能代碼：讀數(shù)據(jù)03H，寫數(shù)據(jù)06H

2、寄存器分配列表：