智能明渠流量计

一、HBLDM-17流量计概述

HBLDM-17流量计测量系统是由一台流量显示仪、一台流速计、一台液位计组成;也可由一台流量显示仪、最多四台流速计、一台液位计组成的多点流速测量的明渠流量系统。

HBLDM-17明渠流量计以流速-水位运算法为基础，并采用了先进的流速测量仪和水位测量仪，从而确保测速和运算的准确性的一种新型智能化流量系统，根据渠道的宽度和测量精度的要求，采用单探头法或多探头法明渠测流的数学模型。智能明渠流量系统显示仪中微处理器根据水位计测出的实际水位和已置入的渠道几何尺寸、边坡系数、渠道精度、水力坡道、流速垂直平面修正系数，按照预定的数学模式计算出渠道的流量。

HBLDM-17明渠流量计系统，适用于水库、河流、水利工程、城市供水、污水处理、农田灌溉、水政水资源等矩形、梯形明渠及涵洞的流量测量

二、产品特点

1.基本功能

■  低频方波励磁，励磁频率：1/16 工频；

■  励磁电流可选定为 50mA、100mA；

■  流速测量范围：0.01 --- 20 米/秒，流速分辨率：1 毫米/秒；

■  交流高频开关电源，电压适用范围：90VAC --- 260VAC；

■  直流 12V 开关电源，电压适用范围：12VDC --- 30VDC；

■  网络功能：MODBUS（RTU）；

■  中文、英文显示方式,（英文预留）；

■  可定制带正反测量，分别记录：正向总量、反向总量显示十位；

2. 特殊功能

■ 永久记忆历史数据，零点自动调整。可外接流速仪（4-20mA 信号）

3. 正常工作条件

环境温度：  –10～+ 60℃；

相对湿度：5%～90%；

供电电源：交流 220V、110V 直流 12V；

耗散功率：小于 5W（连接传感器配后）。

4. 与传感器连接型式

分体式：方形壳体，壳体经通信电缆同传感器连接。

三、转换器基本电路

HBLDM-17明渠流量计转换器向电磁流速传感器励磁线圈提供稳定的励磁电流，前置放大器将传感器感应的电动势放大、转换成标准的电流信号或频率信号，便于流量的显示、控制与调节。

图 2.1 所示为转换器电路结构。

四、 技术性能指标

4.1 执行标准

流量计转换器设计、生产、检测执行《Q/HB001—2004 企业标准》。

4.2 基本参数与性能指标

4.2.1  测量渠道基本宽度（cm）

40~2000    (水位不低于20cm)

4.2.2  传感器配套要求

传感器信号灵敏度：在 1 米/秒流速下，传感器输出 150?V ~200?V；

4.2.3  整机测量精度

4.2.4 防护等级

电磁流速计 IP68 、超声液位计 IP65( 压阻水位计 IP68) 、流量显示仪 IP65

4.2.5  模拟电流输出

负载电阻：  4～20mA 时，0～550Ω。

基本误差：0.1%±10μA。

4.2.6  数字频率输出

频率输出范围：1～1000Hz；

输出电气隔离：光电隔离。隔离电压：> 1000VDC；

4.2.7 数字脉冲输出

输出脉冲当量：1～0.000001m?/P

输出脉冲宽度：50ms，高频时自动转换成方波；

输出电气隔离：光电隔离，隔离电压：  > 1000VDC；

4.2.8  报警提示

报警：流量上限报警；流量下限报警；水位上限报警；水位下限报警；

励磁报警；  传感器裸露报警；

4.2.9  数字通讯接口及通讯协议

MODBUS 接口：RTU 格式，物理接口 RS-485 电气隔离 1000V；

4.2.10  电气隔离

模拟输入与模拟输出间绝缘电压不低于 500V；

模拟输出与交流电源间绝缘电压不低于 500V；

模拟输出与大地之间绝缘电压不低于 500V；

脉冲输出与交流电源间绝缘电压不低于 500V；

脉冲输出与大地间绝缘电压不低于 500V；

警告：在接入传感器的信号时，绝对禁止信号线 A B C 与励磁 X Y 信号线混接，如果出现错误的接线，会对转换器造成永久的损坏！

 

4.3. 连接电线电缆特性及连接要求

4.3.1 流量信号线

分体型转换器与传感器配套使用时，对被测流体电导率大于50μS/cm的情况，流量信号传输电缆可以使用型号为PVVP 2*0.2 mm²的聚氯乙烯护套金属网屏蔽信号电缆。使用长度应不大于100m。信号线与传感器配套出厂。信号线的处理方表可按图4.3(b)进行，圆表可按图4.3(d)进行。

本转换器提供有等电位激励屏蔽信号输出电压，以降低电缆传输的分布电容对流量信号测量的影响。当被测电导率小于或长距离传输时，可使用具有等电位屏蔽的双芯双重屏蔽信号电缆。 例如STT3200专用电缆或BTS型三重屏蔽信号电缆。

4.3.2 励磁电流线

励磁电流线可采用二芯绝缘橡皮软电缆线，建议型号为RVVP2*0.3mm²。励磁电流线的长度与信号电缆长度一致。当使用STT3200专用电缆时，励磁电缆与信号电缆合并为一根。

4.3.3 输出与电源线

所有输出与电源线由用户根据实际情况自备。但请注意满足负载电流的要求。

注意：当接线端子旁边的DIP开关拨向ON的位置时，由转换器内部向隔离的OC门频率输出（POUT）、报警输出（ALMH、ALML）提供+28V电源。因此，在使用频率输出与传感器配套试验时，可将DIP开关拨至ON，从POUT和PCOM接线引出频率信号。

脉冲电流输出、报警电流输出外接供电电源和负载见图4.4。使用感性负载时应如图加续流二极管。

图4.4（a）电流输出接线图

图4.4（c）电子计数器接线

图4.4（d）报警输出接线

 

图4.4（e）表内OC门连接方式

4.3.4 接地线连接

转换器壳体接地端子PE应采用不小于1.6mm²接地铜线接大地。从转换器壳体到大地的接地电阻应小于10Ω。

4.3.5 数字量输出及计算

数字输出是指频率输出和脉冲输出。频率输出和脉冲输出在接线上用的是同一个输出点，因此，用户不能同时选用频率输出和脉冲输出,而只能选用其中的一种。

4.3.5.1 频率输出：

频率输出的范围，0～5000HZ,频率输出对应的是流量百分比，

             

频率输出的上限可调。用户可选0～5000HZ，也可选低一点的频率：如0～1000HZ或0～5000HZ等。

频率输出方式一般用于控制应用,因为它反映百分比流量，若用户用于计量应用，则应选择脉冲输出方式。

4.3.5.2 脉冲输出方式

脉冲输出方式主要用于计量方式，输出一个脉冲，代表一个当量流量，如1L或1M³等。

脉冲输出当量分成：0.001L，0.01L，0.1L，1L，0.001 M³，0.01 M³，0.1 M³，1 M³。用户在选择脉冲当量时，应注意流量计流量范围和脉冲当量相匹配。对于体积流量，计算公式如下：

  Q_L=0.0007854×D²×V  （L/S）

或 Q_M=0.0007854×D²×V×10^-3（M³/S）

    D — 管径（mm）

          V — 流速（m/s）

这里如果管道流量过大而脉冲当量选的过小，将会造成脉冲输出超上限，所以，脉冲输出频率应限制在3000Hz以下。管道流量小而脉冲当量选的过大又会造成仪表很长时间才能输出一个脉冲。

另外，必须说明一点，脉冲输出不同于频率输出，脉冲输出是累积够一个脉冲当量就能输出一个脉冲，因此，脉冲输出不是很均匀的。一般测量脉冲输出应选用计数器仪表，而不应选用频率计仪表。

4.3.5.3 数字量输出的接线

数字量输出有二个接点：数字输出接点，数字地线接点，流量方向接点，符号如下：

        POUT  ————  数字输出接点；

            PCOM  ———— 数字地线接点；

POUT为集电极开路输出，用户接线时可参照如下电路：

4.3.5.3.1 数字量电平输出接法

                     图4.5(a)数字量电平输出接法

4.3.5.3.2数字量输出接光电耦合器（如PLC等）

图4.5(b) 数字量输出接光电耦合器

一般，用户光耦需10mA左右电流，因此，E/R=10mA左右。E=5～24V。

 

4.3.5.3.3 数字量输出接继电器

 

 

                 图4.5（c） 数字量输出接继电器

一般中间继电器需要的E为12V或24V。D为续流二极管，目前大多数的中间继电器内部有这个二极管。若中间继电器自身不含有这个二极管，用户应在外部接一个。

数字量输出参数表如下：

POUT

参  数	测试条件	最小值	典型值	最大值	单位
工作电压	IC=100 mA	3	24	36	V
工作电流	Vol≤1.4V	0	300	350	mA
工作频率	IC=100mA Vcc=24V	0	5000	7500	HZ
高电平	IC=100mA	Vcc	Vcc	Vcc	V
低电平	IC=100mA	0.9	1.0	1.4	V

 

4.4 模拟量输出及计算

4.4.1 模拟量输出

模拟量输出分成两种信号制：0～10mA和4～20mA信号制。使用时，用户通过参数设置在两种信号制中选择一种即可。

模拟量电流输出内部为24V供电，在0～20mA信号制下，可驱动750Ω的负载电阻。

模拟量电流输出对应流量的百分比流量，即：

对于0～10mA信号制，电流零点为“0”。

对于4～20mA信号制，电流零点为4mA。

因此，为提高输出模拟量电流的分辨率，用户应适当选择流量计的量程。

流量计在出厂时，制造厂已将模拟量输出的各参数校准好。一般情况下，不需要用户再作调整。若出现异常情况，需要用户校准模拟量输出时，可按下列操作规程进行。

4.4.2 模拟输出量调校，

（1）仪表调校准备

仪表开机运行15分钟，使仪表内部达到热稳定。准备0.1%级电流表，或250Ω电阻和0.1%电压表，按下图接好。

（2）  电流“0”点修正：

将转换器设置到参数设置状态，选择“电流零点修正”项，进入，将标准信号源拨到“0”档，调整修正系数值，使电流表正好指示4mA（±0.004mA）。

（3）  电流满度修正

选择“电流满度修正”参数，进入，将标准信号源拨到满量程档，调整转换器修正系数，使电流表正好指示20mA（±0.004mA）。

调整好电流的“0”点和满量程值后，转换器的电流功能就能保证达到精度。转换器的电流输出线性度在0.1%以内。

（4）  电流线性度检查：

将标准信号源拨到75%，50%，25%，检查输出电流的线性度。

4.4.3 L_MagB电磁流量计转换器电流输出接线：

 

 

 

参数设置一览表：

参数项	设定范围
河床宽	0-9999.99
边坡	0-99.999
淤泥深	0-99.999
频率1	0-5000
频率2	0-5000
仪表系数	0-1000
校准面积	0-99
液位量程1:	0-99
通道量程2:	0-999
液位修正1:	0-99
通道修正2:	0-999
安装高度:	0-99
通信间隔:	0-99999
通信站号:	0-100

五、故障处理

1.仪表无显示

*  检查电源是否接通；

*  检查电源保险丝是否完好；

*  检查供电电压是否符合要求；

2.励磁报警

*  励磁接线 X 和 Y 是否开路；

*  传感器励磁线圈总电阻是否小于 100Ω；

*  如果 a、b 两项都正常，则转换器有故障。

3.输出显示晃动

*  测量流体是否稳定；

*  检查信号连线是否牢固；

*  检查传感器电极是否正常，有没有被污染：

在有流量的情况下，分别测量端子 A 和 B 对 C 的电阻应小于 50kΩ （对介质为

水测量值。最好用指针万用表测量，并可看到测量过程有充放电现象）。

4.测量的流量不准确

*  水位信号是否符合实际值；

*  信号线连接是否正常；

*  检查传感器系数、传感器零点是否按传感器标牌或出厂校验单设置；