HHM超声波明渠流量计

一、用途

与量水堰槽配合使用，测量明渠内水的流量。主要用于测量污水厂、企事液单位的污水排放口、城市下水道的流量（图一）。

由于这种仪表采用超声波穿过空气，以非接触的方法测量。因此在粘污、腐蚀性液体情况下，比其它形式的仪表具有更高的可靠性。

二、工作原理

   HHM仪表直接测量的物理量是液位。用于明渠测流量时，在明渠上安装量水堰槽。量水堰槽把明渠内流量的大小转成液位的高低。仪表测量量水堰槽内的水位，再按相应量水堰槽的水位-流量关系反算出流量。

1、量水堰槽的测流量原理

明渠内的流量越大，液位越高；流量越小，液位越低（参见图二）。一般的渠道，液位与流量没有确定的对应关系。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，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。

使用HHM超声波明渠流量计，安装时必须知道配用量水堰槽的水位-流量对应关系。

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。本说明书摘抄了一部分（第十一章、量水堰槽）。

巴歇尔槽知道了喉道宽度b，就可以用相应的公式算出水位-流量对应关系。

直角三角堰和矩形堰也有相应的公式。但是还与按装的渠道尺寸有关。确定水位-流量关系时，三角堰与渠道宽B、开口角度、上游堰坎高度p有关；矩形堰与渠道宽B、开口宽b、上游堰坎高度p有关。

如果对计算量水堰槽水位-流量不熟悉，可将使用的量水堰槽参数通知仪表生产厂。生产厂帮助计算。应注意同时提供上述与确定水位-流量关系有关的参数。

2、超声波测液位原理（参见图四）

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。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（仪表在显示器上“校波”的指示位置出现“p”提示符）。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射后，被探头接收（仪表在显示器上“回波”的指示位置出现“p”提示符）。仪表记下这段时间的长度t2。校正棒的长度E1是固定长度。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=E1*t2/t1。

安装仪表时，通过按键已向仪表的存储器内设置了探头（法兰盘位置）到“水位=0”的距离“L”。仪表从内存读取参数“L”，用L减去D，求出液位H。

3、仪表的工作原理（图五）

仪表控制探头发射和接收超声波。按图五的过程转为液位（单位：米）。通过查水位-流量表，把液位转成流量（单位：升/秒）。

水位-流量表是存储在仪表里的一组数据。首次按装仪表时，通过按键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”。仪表的存储器中存有：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*多150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。

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。仪表显示累计流量的低6位数，按“C2”可以显示全8位数。

仪表的输出有，4～20mA电流模拟量；继电器的开关量；RS-232的数字信号；外接打印机用的接口。

三、技术指标

1. 流量量程：10升/秒～10米３/秒(由配用量水堰槽的规格决定)

2. 流量不确定度：5%

3. 超声波测距：2米

4. 探头盲区：0.4米(从探头的法兰盘起，0.4米内不能用于测量)

5. 测距误差：＜0.4%  或±3毫米（在1米量程内）

6. 水位分辨力：1毫米

7. 工作环境温度：-20℃～+70℃

8. 仪器防护：探头为可浸水式；仪器为防尘式

9. 交流或直流供电： 交流：220V　50HZ  4W

直流：12V  60mA   (交流、直流同时存在，仪表使用交流，交流掉电时，自动接通直流)

四、主要功能

1. 测量明渠流量 。

   采用水位-流量查表法，可以同任何具有确定水位-流量关系的量水堰槽配用。

2. 4～20mA远传电流输出

4～20mA电阻负载能力为500Ω。用于流量计时，4～20mA按流量输出；用于液位计时按液位输出。4mA对应液位或流量的零值；20mA对应值由按键设置（A参数）。

3. 两个单刀双掷继电器

继电器触点容量为36V、1A。用于液位计时（E0=3.3333），两个继电器分别作上下限报警；用于明渠流量计时(E0=2.2222)，其中一个继电器用于累计流量比例输出，即每隔预先设定的累计流量（E6参数），闭合一次。每次闭合时间为32ms。

4. 存储功能

仪表可以存储仪表显示的数据。存储的数据由打印机输出。

未装“扩充板”的仪表，仅存256组数据。每组数据按参数设置的时间间隔存储。可以是流量，也可以是液位。

安装“扩充板”的仪表仅存流量数据。按小时、日、月记录存储。“扩充板”存日记录（含小时记录）255个，对应255天的日和时记录。月记录63个，对应63个月记录。

5. 可另外配接打印机输出存储的数据（北工大生产的μp-40TP打印机）

6. RS232串口（三线：TXD，RXD ，GND），用于连网，远程通讯。

五、仪表面板说明

1. 电源开关：接通/断开交流220V电源。不控制直流12V供电。

2. 保险、0.1A熔断丝。仅为交流220V保险，不控制直流12V。

4．仪表内框架固定锣钉

5. 功能按键提示：说明显示、打印方式的切换方法

6. 键盘：键盘上0、1、2、3、4、5、6、7、8、9为数字键。设置仪表参数时，A 循环移位小数点；C交替正负号；B 循环移动设置位；D 从C6、C7状态退出；E、F 存入设置的数据。

7. 指示符：指示符为“▲”共有11个。上显示器有4个。分别与面板上“瞬时流量”，“升/秒”，“液位”，“米”对应。下显示器有7个。分别与面板上“回波”,“校波”,“设置”,“运行”,“累计流量”,“米３”, “打印机”,“打印”对应。

回波”“校波”分别指示探头是否收到回波或校正波。“运行”“设置”用于指示仪表处于测量状态或设置参数状态。“打印机”指示打印机是否被接到仪表上。“打印”则指示仪器正在向打印机输出数据。

8. 上、下液晶显示器，显示内容与仪表键盘设置的状态有关。

（下述“C0”等表示在仪表运行状态下，先按C键，抬起后，再按0键）

CO：上下均显示“_____”无意义。

C1：流量计状态使用。上显示器为四位瞬时流量值。单位为升/秒。下显示器为六位累计流量值，单位为米3。

C2：显示八位累计流量，下显示器显示六位。高两位出现在上显示器上。

C3：液位计状态下使用。上显示器为四位液位高度，单位为米。下显示器显示液位报警情况。当水位超过上限值时，偏上部出现“-----”，当液位低于下限液位时，偏下部显示“-----”。当液位处于上下限之间时，显示器上没有显示。

C4：显示仪器连续工作的时间，即不含掉电时间。由C4显示可计算出仪表停电的时间。C4所显示的内容由参数开关“2”清除为全“0”。上显示器显示四位数、为连续工作的天数。下显示显示为不足一天的部分。共六位数，每2位1组。从左向右，分别代表小时，分钟、秒。

C5：显示日历时钟。上显示器六位数每两位一组，共三组，从左到右分别为年，月，日。下显示器六位数每两位一组，共三组，从左向右分别为小时、分钟、秒。日历时钟主要用于存储数据，可以在设置状态下校时。

C6、C7：为仪表检修时显示内存使用，对使用仪器来说，无意义。如误按入C6或C7，请连续按D键，可以返回。或关掉电源，重新接电、再按C1等进入运行显示。

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