一(yi)、產品介紹
1.1概述
隨著(zhu)科技的進步(bu)，物聯網技術(shu)已經(jing)悄(qiao)悄(qiao)地(di)走進我們的生活(huo)與工(gong)作中來，并已經(jing)應(ying)用在各個(ge)領域(yu)。如(ru)水文水利(li)、工(gong)業監(jian)控、智慧(hui)城市、智慧(hui)水務等等，萬物聯網連接到云服(fu)務器(qi)，通過大數據資(zi)料分析處理提高了生產效率、靈(ling)活(huo)性能和響應(ying)能力(li)。
原本在(zai)工業(ye)的(de)(de)(de)(de)溫(wen)度、壓(ya)力、流量、物(wu)(wu)位等測量使用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)產(chan)品也(ye)從早(zao)期的(de)(de)(de)(de)直接搭配相(xiang)應(ying)組件或者模(mo)塊的(de)(de)(de)(de)方(fang)式直接移植到市政(zheng)應(ying)用(yong)(yong)(yong)上來，到現在(zai)對內置相(xiang)應(ying)的(de)(de)(de)(de)通信(xin)組芯(xin)片、低功(gong)耗(hao)設(she)計、專用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)電(dian)源管理方(fang)案和自動休眠技(ji)術的(de)(de)(de)(de)深度研發改(gai)造，這樣(yang)為市政(zheng)應(ying)用(yong)(yong)(yong)特點設(she)計的(de)(de)(de)(de)專用(yong)(yong)(yong)感知端物(wu)(wu)聯網產(chan)品才真正適(shi)配當下的(de)(de)(de)(de)實際(ji)應(ying)用(yong)(yong)(yong)。
在云服務與相關技術的(de)(de)不斷進步下，配套的(de)(de)遠程(cheng)監控方面也取得了較大進展，可以利(li)用(yong)手機 APP、微信(xin)小程(cheng)序（可跨手機操作系統，甚至當(dang)下剛流行(xing)的(de)(de)鴻蒙操作系統）、IE 等手段快速(su)獲取有關數據(ju)，對各項參數了然于心。
本(ben)產品(pin)是(shi)在(zai)自然水域或(huo)者渠道、管道中測量水的(de)流(liu)速(su)、流(liu)量的(de)傳感(gan)器(qi)。利(li)用超聲波(bo)技術探(tan)(tan)測流(liu)速(su)，測量點在(zai)機體前方(fang)，不破壞(huai)流(liu)場；測量精度高，測流(liu)線性，可(ke)測瞬時流(liu)速(su)，也可(ke)測平均(jun)流(liu)速(su)；無轉動部件(jian)，不懼泥沙(sha)堵塞(sai)和(he)水草纏繞，探(tan)(tan)頭堅固耐用，不存(cun)在(zai)泥沙(sha)堵塞(sai)或(huo)水草、雜物(wu)(wu)纏繞等問題，最(zui)適(shi)用于泥沙(sha)懸浮物(wu)(wu)含量高，水草等漂浮物(wu)(wu)多和(he)極其嚴苛的(de)冰期(qi)場合的(de)河流(liu)中測量。
流(liu)量計分(fen)為(wei)傳感器、主機兩部分(fen)，中間用電纜(lan)連接。
能夠(gou)在管道(dao)、暗渠中(zhong)測量(liang)(liang)水(shui)的(de)流速(su)、流量(liang)(liang)，水(shui)位要(yao)比(bi)傳感器高20 厘米以上，管道(dao)內徑要(yao)≥500 毫(hao)米。
1.2主要特(te)點
? 感應靈敏，分辨率高，不受啟(qi)動流速限(xian)制；
? 感應靈敏，分(fen)辨率高(gao)，不受啟動流速限制；
? 測量線(xian)性(xing)，不存在校正曲線(xian)的K、C 值。
二、工(gong)作原理
超聲(sheng)(sheng)波(bo)(bo)(bo)多(duo)普(pu)勒流(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)計的(de)(de)(de)(de)(de)(de)測(ce)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)原理是以物(wu)理學(xue)(xue)中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)多(duo)普(pu)勒效(xiao)應(ying)為基礎的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。根據(ju)聲(sheng)(sheng)學(xue)(xue)多(duo)普(pu)勒效(xiao)應(ying)，當(dang)聲(sheng)(sheng)源和(he)觀(guan)(guan)察者(zhe)之間(jian)有(you)相(xiang)(xiang)(xiang)對(dui)(dui)運動(dong)時(shi)，觀(guan)(guan)察者(zhe)所感(gan)受(shou)到的(de)(de)(de)(de)(de)(de)聲(sheng)(sheng)頻率將(jiang)不同(tong)于聲(sheng)(sheng)源所發(fa)出(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)頻率。這個因相(xiang)(xiang)(xiang)對(dui)(dui)運動(dong)而產生的(de)(de)(de)(de)(de)(de)頻率變化與兩(liang)(liang)物(wu)體(ti)(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)相(xiang)(xiang)(xiang)對(dui)(dui)速度成正比(bi)(bi).在(zai)超聲(sheng)(sheng)波(bo)(bo)(bo)多(duo)普(pu)勒流(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)測(ce)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)方(fang)法中，超聲(sheng)(sheng)波(bo)(bo)(bo)發(fa)射器為一(yi)(yi)固定聲(sheng)(sheng)源，隨流(liu)(liu)體(ti)(ti)(ti)(ti)一(yi)(yi)起(qi)運動(dong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)固體(ti)(ti)(ti)(ti)顆(ke)(ke)(ke)粒(li)起(qi)了與聲(sheng)(sheng)源有(you)相(xiang)(xiang)(xiang)對(dui)(dui)運動(dong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)“觀(guan)(guan)察者(zhe)”的(de)(de)(de)(de)(de)(de)作用，當(dang)然它僅僅是把入射到固體(ti)(ti)(ti)(ti)顆(ke)(ke)(ke)粒(li)上(shang)(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)超聲(sheng)(sheng)波(bo)(bo)(bo)反射回接(jie)收(shou)器上(shang)(shang)。發(fa)射聲(sheng)(sheng)波(bo)(bo)(bo)與接(jie)收(shou)聲(sheng)(sheng)波(bo)(bo)(bo)之間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)頻率差(cha)，就是由(you)于流(liu)(liu)體(ti)(ti)(ti)(ti)中固體(ti)(ti)(ti)(ti)顆(ke)(ke)(ke)粒(li)運動(dong)而產生的(de)(de)(de)(de)(de)(de)聲(sheng)(sheng)波(bo)(bo)(bo)多(duo)普(pu)勒頻移，由(you)于這個頻率差(cha)正比(bi)(bi)于流(liu)(liu)體(ti)(ti)(ti)(ti)流(liu)(liu)速，所以測(ce)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)頻差(cha)可以求得流(liu)(liu)速.進(jin)而可以得到流(liu)(liu)體(ti)(ti)(ti)(ti)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)流(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang).因此，超聲(sheng)(sheng)波(bo)(bo)(bo)多(duo)普(pu)勒流(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)測(ce)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)個必要(yao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)條(tiao)件是：被測(ce)流(liu)(liu)體(ti)(ti)(ti)(ti)介(jie)質應(ying)是含有(you)一(yi)(yi)定數量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)能反射聲(sheng)(sheng)波(bo)(bo)(bo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)固體(ti)(ti)(ti)(ti)粒(li)子或氣(qi)泡(pao)等的(de)(de)(de)(de)(de)(de)兩(liang)(liang)相(xiang)(xiang)(xiang)介(jie)質，這個工作條(tiao)件實際上(shang)(shang)也是它的(de)(de)(de)(de)(de)(de)一(yi)(yi)大優點，即這種流(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)測(ce)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)方(fang)法適宜于對(dui)(dui)兩(liang)(liang)相(xiang)(xiang)(xiang)流(liu)(liu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)測(ce)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)，這是其它流(liu)(liu)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)計難以解(jie)決的(de)(de)(de)(de)(de)(de)問題(ti)。
因此，作為一種極(ji)有前途的兩(liang)相(xiang)流(liu)測(ce)量(liang)(liang)方法和流(liu)量(liang)(liang)計，超聲波多普勒(le)流(liu)量(liang)(liang)測(ce)量(liang)(liang)方法目前正日益得到應用。
三、技術(shu)特性(xing)
雙向流(liu)但不(bu)識別(bie)流(liu)向（流(liu)速流(liu)量絕(jue)對值）
雙向流且識(shi)別流向（流速流量(liang)帶正負號）
6、水位范(fan)圍(wei)：0.02～10m。
8、流量(liang)范圍：1 升/秒～99999999 立方米/每小時
10、工作電(dian)源(yuan)：外(wai)部(bu)供電(dian) 8～14VDC
四、外(wai)形結構圖
五、傳感器安裝(zhuang)方式
5.1渠道(dao)內安裝條件和位置
①在河流(liu)、渠(qu)道上(shang)測(ce)量，只要最低水位淹沒傳感器(qi)，就可(ke)以(yi)測(ce)量。
②流量計傳感器標(biao)配的耐壓(ya)是(shi)(shi) 100kPa，也(ye)(ye)就是(shi)(shi) 10 米水深。如果(guo)需要更大(da)耐壓(ya)需要訂貨前(qian)說明，最大(da)可以做到耐壓(ya) 1000kPa，也(ye)(ye)就是(shi)(shi) 100米水深。
③超聲(sheng)波(bo)多普勒流量計適用(yong)于(yu)固體(ti)含量不大(da)于(yu) 20kg/m3的水質，同時水的流速≤10.0 米/秒(miao)。
④超聲(sheng)波(bo)多普勒(le)流(liu)(liu)量(liang)計要選擇水(shui)流(liu)(liu)平穩(wen)的(de)(de)地方安裝。水(shui)流(liu)(liu)不平穩(wen)的(de)(de)地方，多數情況下(xia)是紊(wen)流(liu)(liu)，紊(wen)流(liu)(liu)條件下(xia)測量(liang)到的(de)(de)流(liu)(liu)速(su)是跳動的(de)(de)，不穩(wen)定，誤差會很(hen)大。
⑤超聲波(bo)多普勒流量計安裝位置的(de)上游要有(you)渠(qu)(qu)道寬(kuan)度 10 倍的(de)直渠(qu)(qu)道，下游要有(you)渠(qu)(qu)道寬(kuan)度 5 倍的(de)直渠(qu)(qu)道。
（傳感器安(an)裝點上游和下游直渠(qu)道要求(qiu)）
有(you)些現(xian)(xian)場因為實(shi)際渠(qu)道條(tiao)件限制，造成安裝地點上游達(da)不到10 倍的(de)(de)直渠(qu)道，下(xia)游達(da)不到 5 倍的(de)(de)直渠(qu)道。最(zui)少(shao)要求是上游 5 倍的(de)(de)直渠(qu)道，下(xia)游 3 倍的(de)(de)直渠(qu)道，但是出現(xian)(xian)的(de)(de)問題是測量誤(wu)差(cha)(cha)就加(jia)大(da)了，這個誤(wu)差(cha)(cha)具體有(you)多少(shao)，跟現(xian)(xian)場工(gong)況有(you)關，每個現(xian)(xian)場都不一樣。
例如下圖：因為在山區，都是彎道，達不到標準的上游直渠道要(yao)求，在這個點(dian)安裝實(shi)際流速(su)是 0.90～0.95 米(mi)/秒，測量(liang)出來的值是 0.65～0.80 米(mi)/秒。
⑥如果安裝(zhuang)在(zai)閘門下游(最少要(yao) 30 倍(bei)以上的直渠道)，特別要(yao)
如果(guo)傳感器安裝地點離開閘門(men)的距(ju)離已經有 30 倍(bei)的渠道寬(kuan)(kuan)度，但是水面還是不平(ping)穩(wen)，那就需要加大傳感器距(ju)離閘門(men)的距(ju)離，直(zhi)到水流(liu)平(ping)穩(wen)為止。這個距(ju)離沒有限制，可(ke)能是 60 倍(bei)的渠道寬(kuan)(kuan)度，80 倍(bei)的渠道寬(kuan)(kuan)，直(zhi)到水流(liu)平(ping)穩(wen)為止。
就(jiu)是實際(ji)安(an)裝位(wei)置，是離開閘門(men) 50 倍渠道寬度的位(wei)置水流才(cai)平穩，適合的位(wei)置安(an)裝。
探頭距渠底的理想高度為 100mm~50mm，具體要根據渠道的最低水位確(que)定。
傳感器(qi)應盡量安(an)裝于靠近渠底，如(ru)果渠底有(you)很(hen)多沉淀物、淤泥、水草或(huo)者(zhe)有(you)石(shi)頭(tou)會滾動，可以抬高安(an)裝位置，避免被沉積物與水草覆蓋探頭(tou)，或(huo)者(zhe)被石(shi)頭(tou)沖擊(ji)探頭(tou)，造成(cheng)探頭(tou)損壞。
⑧水平(ping)安裝位置的選(xuan)擇(ze)
20 米以(yi)下寬度(du)的渠(qu)道，如果(guo)是矩(ju)形渠(qu)道，是安裝(zhuang)在(zai)整個(ge)渠(qu)道寬度(du)的 15-20%處(chu)。因為(wei)安裝(zhuang)在(zai)這(zhe)個(ge)位置，最(zui)接近整個(ge)渠(qu)道水平方(fang)向上的平均(jun)流速(su)。
（矩形(xing)渠(qu)道安裝(zhuang)位置要求）
梯(ti)形渠(qu)道安裝(zhuang)(zhuang)：傳感器安裝(zhuang)(zhuang)在斜坡和(he)底邊交界處，又叫做“坡
腳”處。同時(shi)要滿足(zu)：傳感器最(zui)低水位沒過傳感器。
（梯形渠道安裝(zhuang)位(wei)置要求(qiu)）
⑩ 對于(yu)上(shang)(shang)游來的(de)垃圾(ji)或者漂浮物，要在(zai)上(shang)(shang)游渠道(dao)上(shang)(shang)做格柵來過濾，格柵距離(li)傳感(gan)器之間要有 5 倍以上(shang)(shang)渠道(dao)的(de)距離(li)。
5.2 管道(dao)或者涵洞內安裝條件和位置(zhi)
①管(guan)(guan)道(dao)內(nei)安裝，只要最低水位沒過傳感器，管(guan)(guan)道(dao)內(nei)徑＞500 毫米就可(ke)以(yi)測(ce)量。不要求滿(man)管(guan)(guan)，非滿(man)管(guan)(guan)狀態下(xia)也(ye)可(ke)以(yi)測(ce)量。也(ye)要選(xuan)擇水流平穩的(de)地方(fang)安裝，安裝位置的(de)上(shang)游要有管(guan)(guan)道(dao)內(nei)徑 10 倍的(de)直(zhi)渠道(dao)，下(xia)游要有管(guan)(guan)道(dao)內(nei)徑 5 倍的(de)直(zhi)渠道(dao)。
②要(yao)選(xuan)擇水(shui)流平(ping)穩的地(di)方安裝，水(shui)流不(bu)平(ping)穩的地(di)方，測量(liang)不(bu)穩定，誤差(cha)會很大(da)。會出現兩(liang)種情況，第(di)(di)一(yi)：數據上下波動大(da)；第(di)(di)二：測量(liang)數據比實際偏小；
③要考慮管道內沉積(ji)物和淤泥(ni)的(de)情況(kuang)，如果(guo)有淤泥(ni)，傳感器要避(bi)開淤泥(ni)。
對于上(shang)游(you)(you)來的垃圾或者漂浮物，要(yao)在上(shang)游(you)(you)渠道(dao)上(shang)做格(ge)柵來過濾，格(ge)柵距(ju)離傳感器要(yao)有管道(dao)內徑 5 倍以(yi)上(shang)距(ju)離。
5.3 渠道內(nei)現場安裝支架及布線
特別提示(shi)：以 0.20 米/秒流(liu)速(su)為標準(zhun)，水流(liu)速(su)度每增加一倍，對周圍物體的破壞力會增加 50-64 倍！
以(yi)下(xia)安裝，傳(chuan)感器后面(mian)的出線必須用 PVC、PE 或者鍍鋅管(guan)保(bao)護起來，不(bu)能(neng)讓電(dian)纜因為(wei)水流沖擊(ji)而(er)受(shou)力，也不(bu)能(neng)讓電(dian)纜掛(gua)上垃(la)圾(ji)等漂(piao)浮物。
在可(ke)以斷水的前提下，傳感器可(ke)以固(gu)定于渠道(dao)底部。
②在有淤(yu)泥和堆積物的(de)渠道內(nei)，要把安裝(zhuang)的(de)水泥臺做高，讓傳感器可以高于(yu)堆積物，不容易被堆積物覆蓋(gai)。
③通過不銹鋼支架來安裝，寬度為(wei) 5 米的(de)渠道內安裝。
如果是管道內(nei)(nei)安裝(zhuang)，可(ke)以(yi)不用(yong)斷水(shui)(shui)，從管道頂(ding)部放支(zhi)(zhi)(zhi)架(jia)下去固(gu)定(ding)。一(yi)般的管道在 2000 毫米以(yi)內(nei)(nei)，可(ke)以(yi)居中(zhong)安裝(zhuang)，傳感器用(yong)支(zhi)(zhi)(zhi)架(jia)固(gu)定(ding)在管道底(di)(di)部。支(zhi)(zhi)(zhi)架(jia)要做成“L”型，傳感器固(gu)定(ding)在“L”型支(zhi)(zhi)(zhi)架(jia)的底(di)(di)部，深(shen)入管道內(nei)(nei)，傳感器正對著水(shui)(shui)流方向(xiang)。
下(xia)圖是在一個直徑 1000 毫米的污水排放管道內安裝(zhuang)，傳(chuan)感器電(dian)纜從豎的鍍鋅管內通向主機。
河道內現場安裝(zhuang)支架及(ji)布線(xian)
在(zai)河道內(nei)安裝，也是通過(guo)側面(mian)的支(zhi)架來安裝。
便(bian)攜式手持(chi)終端采用 8 寸 windows 10 三防平板，結合輔助(zhu)軟件和 USB驅動器(qi)，可直(zhi)接驅動傳感(gan)器(qi)，并直(zhi)觀(guan)的檢測傳感(gan)器(qi)各項(xiang)運行參數。
5.4 井(jing)下(xia)的安裝(zhuang)
5.5 安裝注(zhu)意事項
在安(an)裝(zhuang)過程(cheng)中，壓力傳(chuan)感器(qi)一面務必朝下安(an)裝(zhuang)，如(ru)圖(tu)：這個(ge)面（中間(jian)有(you)個(ge)小孔的(de)一面）的(de)是有(you)壓力傳(chuan)感器(qi)的(de)，需朝底安(an)裝(zhuang)，不能朝上(shang)安(an)裝(zhuang)。
●傳(chuan)感器所自(zi)帶(dai)的一段通(tong)(tong)(tong)信電(dian)纜線(xian)內有通(tong)(tong)(tong)氣(qi)導管(guan)，因此注意不得(de)將其彎(wan)折。當通(tong)(tong)(tong)信電(dian)纜線(xian)引出(chu)水(shui)面后，可接(jie)(jie)普通(tong)(tong)(tong)的電(dian)纜線(xian)，此時應使通(tong)(tong)(tong)氣(qi)導管(guan)開(kai)口方(fang)向朝(chao)下(xia)，防止水(shui)及異物進入通(tong)(tong)(tong)氣(qi)管(guan)，或者堵塞通(tong)(tong)(tong)氣(qi)管(guan)。連接(jie)(jie)傳(chuan)感器上的 485 或者 12VDC 電(dian)源的電(dian)纜，485 和 12VDC 的線(xian)纜必須分開(kai)用兩根 2 芯(xin)屏(ping)蔽電(dian)纜連接(jie)(jie)。
●不(bu)要人為拉(la)扯、甩(shuai)動(dong)電(dian)(dian)纜(lan)，也不(bu)要撞擊傳感器殼體。不(bu)要把連接電(dian)(dian)纜(lan)作為承重(zhong)線，用連接電(dian)(dian)纜(lan)來(lai)懸掛重(zhong)物。電(dian)(dian)纜(lan)必須是固定(ding)在渠道的水泥壁上(shang)，不(bu)能晃動(dong)。
●對于流(liu)速＞1.0 米/秒的現場，安裝(zhuang)支架強度要(yao)加強到現有支架強度的 3 倍以上，保(bao)證激流(liu)不會(hui)沖(chong)走或(huo)者沖(chong)壞支架。并且要(yao)在水平方向(xiang)上做(zuo)斜撐(cheng)，以支撐(cheng)傳感器不會(hui)被(bei)水流(liu)沖(chong)擊(ji)造成移動(dong)、抖動(dong)、飄移。
●在需(xu)要延長(chang)電(dian)(dian)纜(lan)的(de)情(qing)況(kuang)下，導氣(qi)電(dian)(dian)纜(lan)只(zhi)要保證他不會進水，不會折(zhe)彎，不會被(bei)堵塞就(jiu)可(ke)以，要考慮(lv)到天氣(qi)濕度(du)大情(qing)況(kuang)，氣(qi)溫低凝露的(de)情(qing)況(kuang)。485 輸出的(de)電(dian)(dian)纜(lan)可(ke)以延長(chang)到 200 米，要使用 0.75 平方米的(de)兩芯屏蔽電(dian)(dian)纜(lan)。
5.6 安裝步驟
①先安裝好(hao)固(gu)定支架，確(que)保在最(zui)大(da)流速 2 倍的條(tiao)件(jian)下還可以穩定可靠固(gu)定。
②傳感器跟安裝(zhuang)底座固定(ding)。
③傳感(gan)(gan)器電纜穿管(guan)布線，所有保(bao)護(hu)(hu)管(guan)都要(yao)(yao)固定(ding)好(hao)，在水中的保(bao)護(hu)(hu)管(guan)每(mei)0.5 米最少要(yao)(yao)有 1 個卡子固定(ding)。傳感(gan)(gan)器背后出線口要(yao)(yao)做特別保(bao)護(hu)(hu)和固定(ding)，保(bao)證水流的沖擊(ji)力(li)被(bei)保(bao)護(hu)(hu)管(guan)接收到(dao)，傳感(gan)(gan)器出線不(bu)會受(shou)力(li)。
否則(ze)時間長了(le)，傳感(gan)器出線肯定會(hui)斷(duan)裂！！！
④清(qing)潔傳感(gan)器上游(you)存在的垃(la)圾。
六、案例現場
