插入式超声波流量计

EX-CSB-C插入式超声波流量计的详细资料：

我公司超声波流量计/热量表是在第11版超声波流量计的基础上，采用TI的MSP430FG4618低功耗单片机，新开发的一种通用型高性能、低价格、高可靠性，功能强大的超声波流量计。选用了国际上的半导体元器件厂商生产的集成电路及微处理器等，例如TI、Maxim、Philips、Winbond、Xilinx等。硬件设计简单、软件功能强大和界面友好。采用低电压多脉冲平衡发射接收的技术，使其更能适应工业环境中的变频干扰，达到稳定、正确的工作。

特点：

1．    测量线性度优于0.5％，重复性优于0.2%，高达40皮秒的时差测量分辨率，使测量达到±1%。

2．   每个测量周期中128次数据采集辅助以新研发的流量计时差分析软件，性能优异，显示数据更稳定、准确、线形        度更好。

3．   隔离型RS485双接口，流量计与二次表之间可通过RS485总线通讯，传输距离千米以上。

4．   带有三路0.1%的模拟输入接口，可连接温度压力等信号。

5．   1路4-20毫安模拟输出可作为流量/热量变送器。

6．   2路3线制PT100电阻信号输入可作为热量表。

7．   3路4-20毫安模拟输入，可以作为数据采集器, 模拟输入接口也可以作为数字输入接口使用。

8．   带有双路隔离型可编程OCT输出，用于输出累计脉冲、工作状态等。

9．   污水管道测量效果好，可以对绝大多数污水管道进行稳定可靠测量。

10．  超声波传感器可以选择外夹式，插入式，管段式，还可以支持任意角度安装的水表传感器，包括平行双插入传感器。

11．  具有一个双向串行外设通用接口，可以直接通过串联的形式连接多个诸如4-20毫安模拟输出板、频率信号输出板、热敏打印机、数据记录仪等外部设备。

12．  流量计工作用参数可以固化到机内的FLASH存储器中，不会发生参数丢失的问题。固化的工作参数可以选择上电时        自动调出。

13．  硬件模块化设计。有主板模块、4-20毫安输出模块、脉冲输出模块、打印机模块、并口键盘显示模块、串口键盘显        示模块等组成，用户可根据需要选择。

14．  MODBUS协议、MBUS协议、FUJI扩展协议、简易水表协议等不同的软件通信协议供用户选用。推荐的协议是MODBUS-        RTU或MODBUS-           ASCII协议。

15．  日累计可记录前64天，月累积前32个月（2年），并且增加了年月日记录内容。年月日累积数据都可以通过MODBUS协      议读出。

16．  16次上断电时间流量计记录。数据都可以通过MODBUS协议读出。

17．  定时打印、数据输出功能，自动显示下次打印输出的时间，22项可编程定时打印内容。定时打印功能能够实现数据的      自动定时输出或者是自     动记录。

18．  OCT1累计脉冲输出的脉冲宽度可以在6毫秒-1秒之间设定。出厂默认值是200毫秒。

19．  带有键盘显示器并行接口，连接显示组件可组成简易流量计。

20．  串口键盘显示组件可直接连接在串口上，参数设置完成后即可带电拔插。

21．  具有依靠流体声速判断流体种类的功能，可以对流体类型做出识别。

22．  具有一个可编程内置的定量控制器。可使用外部输入信号或者是MODBUS指令启动。

23．  单一24V（使用DC 8～36V）直流电源工作。工作电流小于50毫安。

测量原理：

当超声波束在液体中传播时，液体的流动将使传播时间产生微小变化，其传播时间的变化正比于液体的流速。零流量时，两个传感器发射和接收声波所需的时间完全相同（可实际测量零流量的技术），液体流动时，逆流方向的声波传输时间大于顺流方向的声波传输时间。

 其关系符合下面表达式：

其中：

θ 为声束与液体流动方向的夹角                 

M,为声束在液体的直线传播次数

D 为管道内径                                 

Tup 为声束在正方向上的传播时间

Tdown 为声束在逆方向上的传播时间                  

ΔT=Tup –Tdown

应用领域：

新版接线图：

插入式传感器图：

插入式传感器的接线

注：插入式传感器接线调试完成后可采用随机附带的硅胶灌封防水。

快速输入：

常规测量时需要输入下列参数：

1. 管道外径

2. 管壁厚度

3. 管材

4. 衬材参数 （如有的话，可包括衬里厚度和衬材声速）

5. 液体类型

6. 传感器类型 （因为主机可支持多种不同传感器）

7. 传感器安装方式

上述参数条件的输入步骤一般遵循下列设置步骤：

1. 键入MENU  1   1  进入11号窗口输入管壁厚度后键入 ENT 键；

2. 键入 ▼/- 进入12号窗口输入管壁厚度后键入 ENT 键

3. 键入 ▼/- 进入14号窗口 ENT ， ▲/+ 或 ▼/- 选择管材后键入 ENT 键；

4. 键入 ▼/- 进入16号窗口 ENT ， ▲/+ 或 ▼/- 选择衬材后键入 ENT 键；

5. 键入 ▼/- 进入20号窗口 ENT ， ▲/+ 或 ▼/- 选择流体类型后键入ENT 键；

6. 键入 ▼/- 进入23号窗口 ENT ， ▲/+ 或 ▼/- 选择传感器类型后键入 ENT 键；

7. 键入 ▼/- 进入24号窗口 ENT ， ▲/+ 或 ▼/- 选择安装方式后键入 ENT 键；

8. 键入 ▼/- 进入25号窗口，按所显示的安装距离及上步所选择的安装方式安装好传感器（见下节传感器安装部分）；

9. 键入MENU  0   1  进入01号窗口显示测量结果。

传感器安装点示意图：

插入式传感器安装方法：

插入式传感器是集外夹式传感器与标准管段式传感器二者优点于一身的产品，其特点为：

1. 插入式传感器的超声波发射晶体与被测量液体直接接触，提高了测量和机器的运行稳定性；

2. 解决了由于管道内壁结垢或腐蚀严重时，使用外夹式传感器信号弱、测量不正常的难题；并且可以在水泥管、玻璃钢等不可焊接或不能传输超声波信号的管道上安装；

3. 解决了由于外夹式传感器长时间使用，造成耦合剂干燥而影响超声波信号不能正常传输、不能正常工作等问题；

4. 现场安装使用开孔工具，可以在带压不停水的情况下在被测管道上打孔安装，使传感器和被测介质直接接触从而实现流量的测量，并保证了生产正常稳定的运行、无压力损失等特点，日后维护也无需停水；

5. 相对电磁流量计，在大口径管道上使用既经济实用，又提高了测量的性、可靠性。

插入式传感器共有两种型号可供选择：

安装管道材质为碳钢或不锈钢时可直接焊接安装，对于不可直接焊接的管道，如铸铁、玻璃钢、PVC、水泥管等需配备厂家制作的专用管箍方可安装，如用户订货时遇到此类型情况，请告知厂家待安装管道的外径，以防漏水。

安装工具

安装插入式传感器需要使用专用的开孔定位工具、4000W手电钻（是可高层调速）、扳手及改锥等工具。

  安装距离

插入式传感器安装间距以两传感器的中心沿管轴方向的距离为准，间距的计算方法是首先在菜单中输入所需的参数以后，查看窗口25所显示的数字，并按此数据安装传感器。 对于标准插入式超声波流量计采用Z法时，安装距离=内径-10mm。 

  安装方式

插入式传感器安装方式只有一种，即Z法，通常管径在DN80mm以上都可使用。

 安装点定位

（1）Z法的定位 Z法的定位要保证以下两点： 

●安装距离=两个超声波流量计之间沿管轴方向的垂直距离。 

●保证两个超声波流量计在同一轴面上（两个超声波流量计的连线通过轴线）。

插入式超声波流量计的定位方法可以有很多，推荐下列方法：

制作定位纸：取一条长4D（D为管径），宽200mm（或D）的矩形纸带（根据现场情况，可以用防湿、防腐蚀的材料代替纸带），在距边缘约100mm处划一条线（如图1）。将定位纸缠绕在表面已清理干净的管道上，注意必须把纸两边互相重合对齐，才能使所划的线与管轴相平行（如图2）。延长定位纸上的直线在管道上划一直线，所划直线与定位纸一边缘相交点为A（如图3）。从A点开始，沿着定位纸边缘量出管道1/2周长，该平行交叉点为C，在C点划一条与管轴平行的直线（也就是与定位纸上的直线平行，如图4）。去掉定位纸，从点C开始，在所划直线上量出安装距离L，从而决定出B点。这样A、B两点为安装位置；例如L=280mm (如图5)，将球阀底座分别焊接在A和B两点上，注意球阀座中心点一定要分别与A和B两点重合。

焊接球阀底座（如图6）

安装管道材质为碳钢时可直接焊接安装，对于不可直接焊接管材（如铸铁、水泥管等），需采用定制的专用管箍（带密封胶垫），球阀底座已事先焊在管箍上，将管箍直接紧固到被测管道上。焊前必须将焊点附近的管道表面处理干净，焊接时注意一定不要夹杂气孔，以防漏水，甚至断裂。

注：

●焊接前请将底座内的密封垫圈取出。 

●焊接前必须将焊点附近的管道表面处理干净，除去锈迹油漆以防底座与管道焊接不实。 

●焊接时必须保证球阀底座中心点和所选择超声波流量计安装点重合。 

●焊接完毕后将球阀用力扭进底座内，注意压紧密封垫圈.保证开孔后不会漏水。 

●在焊接底座的时注意不要让焊渣落在在底座的内螺纹上.建议用纸或废弃织物沾水后放在底座中间进行封堵对底座内螺纹进行保护，以免底座螺纹焊接过程中受损球阀不能扭入底座。 

管道带压开孔（如图7）

 将密封垫圈放入已焊接好的底座中，再将特制球阀拧入，注意压紧密封垫圈，防止漏水。将开孔器密封护套与球阀外螺纹连接。拧紧后，打开球阀，推动钻杆直至与管道外壁接触，将手电钻与钻杆接好锁紧，接通电源，开始钻孔。在钻孔过程中电钻保持低速，转速不要过快、以免卡钻，甚至钻头折断。钻透后，拔出钻杆直到开孔器钻头的前端退至球阀芯后，关上球阀，卸下开孔器。

注：

●开空前首先确定管道内压力，当管道压力超过0.8MPa时，安装需慎重；当管道压力超过1.6MPa时，切勿安装，请与厂家联系，以免发生危险。 

●电钻在工作时必须保证钻机与管道垂直，以钻孔出现偏差，在钻孔过程中电钻保持低速转速不要过快，以免卡钻，甚至钻头折断。

超声波流量计探头杆安装（如图8）

 （1）插入深度的计算

 插入式超声波流量计为不锈钢模具精铸，超声波流量计的长度出厂时已固定。所以，超声波流量计探头杆插入深度只和管壁厚度有关。标准插入型超声波流量计探头杆留在管道外侧的长度L=25mm-壁厚，加长插入型超声波流量计探头杆留在管道外侧的长度L=90mm-壁厚。

将超声波流量计探头杆旋入特制球阀，当旋至球阀芯时，轻拧锁紧螺母防止漏水，打开球阀，继续旋入超声波流量计，直至超声波流量计插入深度为L=25mm-壁厚（见图8）为止。

调试

 当两个超声波流量计的防水接头是相对向内时，超声波流量计的发射角度是正确的。然后以计算的插入深度为基准正时针或逆时针轻微旋转探头找到信号强度和信号质量的值。紧固好锁紧螺母，以防止探头杆转动和漏水。

①超声波流量计发射面：陶瓷材料，安装时插入深度为发射面的下沿与管内壁持平（计算方法为L=25mm-壁厚），注意两个超声波流量计的发射方向是发射面相对。

②球阀底座：焊接于管外壁或特制管箍，用来固定特制球阀。注意安装时其中心点和安装点重合。 

③特制球阀：用来实现带水带压安装、更换、维修超声波流量计。 

④开孔器紧固螺纹：用来密封、固定开孔器，实现带水带压安装。 

⑤锁紧螺母：用开孔器开孔时密封防水，安装完成时密封定位超声波流量计探头杆。 

⑥探头杆：用来旋入调节超声波流量计发射面的插入深度和发射角度。 

⑦接线盒：用来连接插入超声波流量计和主机，调试完毕后可灌胶防水。 

⑧防水接头：调试完毕后应紧固防水接头，以免接线盒进水。防水接头的方向代表了插入式超声波流量计的发射方向。

检查安装是否正确

检查超声波流量计是否正确安装，参见第27页§检查安装是否正确，如果达到安装要求就可以用硅胶灌封接线盒，然后拧紧接线盒密封盖和电缆防水接头，以防止漏水。

注意事项 

1. 球阀底座的焊接过程中一定避免夹渣、砂眼、渗水等现象； 

2. 两个球阀底座的焊接必须保证在同一轴面上，以防超声波信号接收不理想； 

3. 开好孔后必须将球阀内铁屑等杂质清理干净，以防超声波流量计探杆放入时出现螺纹粘连、犟死等现象； 

4. 必须保证两个超声波流量计前端的超声波信号发射面相对（即两个超声波流量计的进线孔同时向上或向下）； 

5. 超声波流量计安装完后一定将锁紧螺母拧紧，以防超声波流量计松动； 

6. 接好线后一定将接线盒灌胶，拧紧密封盖，以防进水； 

7. 充足作业空间，管外壁距离墙或井壁水平距离至少700mm； 

8. 要确定管道的压力，1.6MP以下才可以开孔； 

9. 开孔的时候注意电钻的电源插头远离地面，以免水喷到插座发生危险； 

10.孔结束后，用扳手打开阀门放水，把里面的铁屑冲出来，防止损伤探杆； 

11.开孔供热管道的时候，有条件的话先降低锅炉的温度，然后再开孔防止烫伤。

组成测量图：

三种可选配的主机：

可选配的流量传感器：

可选配的热量传感器：

基本技术参数：