型號：YH1801CSB 超聲波流量計詳細(xì)介紹
YH1801CSB超聲波流量計/熱量表是在第11版超聲波流量計的基礎(chǔ)上，采用TI的MSP430FG4618低功耗單片機(jī)，新開發(fā)的一種通用型高性能、低價格、高可靠性，功能強(qiáng)大的超聲波流量計。選用了國際上的半導(dǎo)體元器件廠商生產(chǎn)的的集成電路及微處理器等，例如TI、Maxim、Philips、Winbond、Xilinx等。硬件設(shè)計簡單、軟件功能強(qiáng)大和界面友好。采用低電壓多脈沖平衡發(fā)射接收的技術(shù)，使其更能適應(yīng)工業(yè)環(huán)境中的變頻干擾，達(dá)到穩(wěn)定、正確的工作。
產(chǎn)品特點：
1． 測量線性度優(yōu)于0.5％，重復(fù)性精度優(yōu)于0.2%，高達(dá)40皮秒的時差測量分辨率，使測量精度達(dá)到±1%。
2． 每個測量周期中128次數(shù)據(jù)采集輔助以新研發(fā)的流量計時差分析軟件，性能優(yōu)異，顯示數(shù)據(jù)更穩(wěn)定、準(zhǔn)確、線形度更好。
3． 隔離型RS485雙接口，流量計與二次表之間可通過RS485總線通訊，傳輸距離千米以上。
4． 帶有三路精度0.1%的模擬輸入接口，可連接溫度壓力等信號。
5． 1路4-20毫安模擬輸出可作為流量/熱量變送器。
6． 2路3線制PT100電阻信號輸入可作為熱量表。
7． 3路4-20毫安模擬輸入，可以作為數(shù)據(jù)采集器, 模擬輸入接口也可以作為數(shù)字輸入接口使用。
8． 帶有雙路隔離型可編程OCT輸出，用于輸出累計脈沖、工作狀態(tài)等。
9． 污水管道測量效果好，可以對絕大多數(shù)污水管道進(jìn)行穩(wěn)定可靠測量。
10．超聲波傳感器可以選擇外夾式，插入式，管段式，還可以支持任意角度安裝的水表傳感器，包括平行雙插入傳感器。
11．具有一個雙向串行外設(shè)通用接口，可以直接通過串聯(lián)的形式連接多個諸如4-20毫安模擬輸出板、頻率信號輸出板、熱敏打印機(jī)、數(shù)據(jù)記錄儀等外部設(shè)備。
12．流量計工作用參數(shù)可以固化到機(jī)內(nèi)的FLASH存儲器中，不會發(fā)生參數(shù)丟失的問題。固化的工作參數(shù)可以選擇上電時自動調(diào)出。
13．硬件模塊化設(shè)計。有主板模塊、4-20毫安輸出模塊、脈沖輸出模塊、打印機(jī)模塊、并口鍵盤顯示模塊、串口鍵盤顯示模塊等組成，用戶可根據(jù)需要選擇。
14． MODBUS協(xié)議、MBUS協(xié)議、FUJI擴(kuò)展協(xié)議、簡易水表協(xié)議等不同的軟件通信協(xié)議供用戶選用。推薦的協(xié)議是MODBUS-RTU或MODBUS-ASCII協(xié)議。
15．日累計可記錄前64天，月累積前32個月（2年），并且增加了年月日記錄內(nèi)容。年月日累積數(shù)據(jù)都可以通過MODBUS協(xié)議讀出。
16． 16次上斷電時間流量計記錄。數(shù)據(jù)都可以通過MODBUS協(xié)議讀出。
17． 定時打印、數(shù)據(jù)輸出功能，自動顯示下次打印輸出的時間，22項可編程定時打印內(nèi)容。定時打印功能能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的自動定時輸出或者是自動記錄。
18． OCT1累計脈沖輸出的脈沖寬度可以在6毫秒-1秒之間設(shè)定。出廠默認(rèn)值是200毫秒。
19． 帶有鍵盤顯示器并行接口，連接顯示組件可組成簡易流量計。
20． 串口鍵盤顯示組件可直接連接在串口上，參數(shù)設(shè)置完成后即可帶電拔插。
21． 具有依靠流體聲速判斷流體種類的功能，可以對流體類型做出識別。
22． 具有一個可編程內(nèi)置的定量控制器?？墒褂猛獠枯斎胄盘柣蛘呤?/span>MODBUS指令啟動。
23． 單一24V（使用DC 8～36V）直流電源工作。工作電流小于50毫安。
項 目 | 性 能、參 數(shù) | |||||
主 機(jī) | 原 理 | 時差型，采用低電壓多脈沖發(fā)射電路，雙平衡信號差分接收電路 | ||||
精 度 | 流量：優(yōu)于±1% 熱量：優(yōu)于±2% | 重復(fù)性：0.2% | 測量周期：500ms | |||
背光液晶可同時顯示瞬時流量及累積流量、瞬時熱量和累積熱量、流速、時間等數(shù)據(jù) | ||||||
信號輸出 | 電流輸出：4~20 mA 或0 ~20 mA, 阻抗0~1k，精度0.1% | |||||
OCT輸出：正、負(fù)、凈流量或熱量累計脈沖信號或瞬時流量的頻率信號（1～9999HZ之間任選） | ||||||
繼電器：可輸出近20種源信號（如無信號，反向流等） | ||||||
聲音報警：蜂鳴器可根據(jù)設(shè)置發(fā)出報警聲音（如流量過大、過?。?/span> | ||||||
信號輸入 | 可輸入三路電流信號（如：溫度、壓力、液位等信號） | |||||
可連接三線制PT-100鉑電阻，實現(xiàn)熱量測量 | ||||||
自動記憶前64日、64月、前5年的流量或熱量數(shù)據(jù) | ||||||
自動記憶前64次來電和斷電時間及流量可進(jìn)行人工或自動補量，減少用戶流量或熱量損失 | ||||||
自動記憶前64日流量計的工作狀態(tài)是否正常 | ||||||
數(shù)據(jù)接口 RS232, RS485 | ||||||
可編程定量（批量）控制器。 | ||||||
電纜 | 定制雙絞線，一般情況下限于20米，特定場合單根可加長至500米，不推薦；選用RS485通訊，傳輸距離可達(dá)千米以上 | |||||
管道情況 | 管 材 | 鋼、不銹鋼、鑄鐵、PVC、銅、鋁、水泥管等一切質(zhì)密的管道，允許有襯里。 | ||||
管內(nèi)徑 | 15～6000mm | |||||
直管段 | 傳感器安裝點滿足：上游10D，下游5D，距泵出口30D（D指管徑） | |||||
測量介質(zhì) | 種 類 | 水、海水、工業(yè)污水、酸堿液、酒精、啤酒、各種油類等能傳導(dǎo)超聲波的單一均勻的液體。 | ||||
溫 度 | 標(biāo)準(zhǔn)傳感器：溫度-30℃～90℃ 高溫傳感器：-30℃～160℃ | |||||
濁 度 | 濁度≤10000 ppm, 且氣泡含量小。 | |||||
流 速 | 0～±30m/s | |||||
流 向 | 正、反向雙向計量，并可以計量凈流量或熱量 | |||||
工作環(huán)境 | 溫 度 | 主機(jī)：-30℃～80℃ | ||||
流量傳感器：-40℃～160℃ 溫度傳感器：根據(jù)客戶需求選定 | ||||||
濕 度 | 主機(jī)：85%RH | |||||
流量傳感器：可浸水工作，水深≤3 米 | ||||||
電 源 | AC220或DC8～36V或AC7～30V | |||||
功 耗 | 小于1.5W | 通信協(xié)議 | MODBUS協(xié)議 MBUS協(xié)議 FUJI擴(kuò)展協(xié)議 簡易水表協(xié)議 兼容其它廠家協(xié)議 | |||
外夾式超聲波流量計特性：
1.多功能性：操作條件改變時，不需要更換儀表
2.易安裝：不需要切割管道或中斷流量
3.維護(hù)費用低：外部傳感器不需要定期清洗
4.無可動部件，避免了堵塞和磨損
5.無壓降和能量損耗
基本技術(shù)參數(shù)：
外夾式傳感器共有五種型號可供選擇：
傳感器 | 小型傳感器 | 中型傳感器 | 大型傳感器 | 高溫小型 | 高溫中型 |
基本型號 | YH1801CSB-TS-2 | YH1801CSB-TM-1 | YH1801CSB-TL-1 | YH1801CSB-HTS-1 | YH1801CSB-HTM-1 |
適用管徑 | DN15-100mm | DN50-700mm | DN300-6000mm | DN15-100mm | DN50-700mm |
液體溫度 | -30-90℃ | -30-90℃ | -30-90℃ | -30-160℃ | -30-160℃ |
測量原理：
超聲波流量計超聲波束在液體中傳播時，液體的流動將使傳播時間產(chǎn)生微小變化，其傳播時間的變化正比于液體的流速。零流量時，兩個傳感器發(fā)射和接收聲波所需的時間相同（可實際測量零流量的技術(shù)），液體流動時，逆流方向的聲波傳輸時間大于順流方向的聲波傳輸時間大于順流方向的聲波傳輸時間.
其中：
θ 為聲束與液體流動方向的夾角
M,為聲束在液體的直線傳播次數(shù)
D 為管道內(nèi)徑
Tup 為聲束在正方向上的傳播時間
Tdown 為聲束在逆方向上的傳播時間
ΔT=Tup –Tdown
快速輸入：
常規(guī)測量時需要輸入下列參數(shù)：
1. 管道外徑
2. 管壁厚度
3. 管材
4. 襯材參數(shù) （如有的話，可包括襯里厚度和襯材聲速）
5. 液體類型
6. 傳感器類型 （因為主機(jī)可支持多種不同傳感器）
7. 傳感器安裝方式
超聲波流量計安裝前首先應(yīng)選擇管材致密部分進(jìn)行傳感器安裝，然后將管外欲安裝傳感器的區(qū)域清理干凈，除掉銹跡油漆，如有防銹層也應(yīng)去掉，用角磨機(jī)打光，再用干凈抹布蘸丙酮或酒精擦去油污和灰塵，然后在欲安裝傳感器的中心周圍管壁涂上足夠的超聲波耦合劑，后把傳感器緊貼在管壁上捆綁好。
千萬注意在貼好的傳感器和管壁之間不能有空氣泡及沙礫。外夾式傳感器的安裝方法
安裝前先應(yīng)選擇管材致密部分進(jìn)行傳感器安裝，然后將管外欲安裝傳感器的區(qū)域清理干凈，除掉銹跡油漆，如有防銹層也應(yīng)去掉，用角磨機(jī)打光，再用干凈抹布蘸丙酮或酒精擦去油污和灰塵，然后在欲安裝傳感器的中心周圍管壁涂上足夠的超聲波耦合劑，后把傳感器緊貼在管壁上捆綁好，千萬注意在貼好的傳感器和管壁之間不能有空氣泡及沙礫。
安裝方式
外夾式傳感器的安裝方式有四種。分別是V法、Z法、N法和W法。
1.Ｖ法（常用的方法）
一般情況下，V法是比較標(biāo)準(zhǔn)的安裝方法，使用方便，測量準(zhǔn)確，安裝時兩傳感器水平對齊，其中心線與管道軸線水平即可，可測管徑范圍為DN15mm-DN400mm。
2.Ｚ法（常用的方法）
當(dāng)管道很粗或由于液體中存在懸浮物、管內(nèi)壁結(jié)垢太厚或襯里太厚等原因，造成V法安裝信號弱，機(jī)器不能正常工作時，就需要選用Z法安裝。Z法的特點是超聲波在管道中直接傳輸，沒有反射（稱為單聲程），信號衰耗小。
Z法可測管徑范圍為100mm至6000mm。現(xiàn)場實際安裝時，建議200mm以上的管道都要選用Z法（這樣測得的信號）。
3.Ｎ法（不常用的方法）
N法的特點是通過延長超聲波傳輸距離來提高測量精度。使用N法安裝時，超聲波束在管道中反射兩次穿過流體三次（稱為三聲程），適于測量小管徑管道。
4.Ｗ法（極不常用的方法）
同N 法一樣，W 法也通過延長超聲波傳輸距離的辦法來提高小管徑測量精度。W法適于測量50mm以下的小管。使用W法安裝時，超聲波束在管內(nèi)反射三次，穿過流體四次（稱為四聲程）。
插入式傳感器
插入式傳感器是集外夾式傳感器與標(biāo)準(zhǔn)管段式傳感器二者優(yōu)點于一身的產(chǎn)品，其特點為：
1. 插入式傳感器的超聲波發(fā)射晶體與被測量液體直接接觸，提高了測量精度和機(jī)器的運行穩(wěn)定性；
2. 解決了由于管道內(nèi)壁結(jié)垢或腐蝕嚴(yán)重時，使用外夾式傳感器信號弱、測量不正常的難題；并且可以在水泥管、玻璃鋼等不可焊接或不能傳輸超聲波信號的管道上安裝；
3. 解決了由于外夾式傳感器長時間使用，造成耦合劑干燥而影響超聲波信號不能正常傳輸、不能正常工作等問題；
4. 現(xiàn)場安裝使用專業(yè)開孔工具，可以在帶壓不停水的情況下在被測管道上打孔安裝，使傳感器和被測介質(zhì)直接接觸從而實現(xiàn)流量的測量，并保證了生產(chǎn)正常穩(wěn)定的運行、無壓力損失等特點，日后維護(hù)也無需停水；
5. 相對電磁流量計，在大口徑管道上使用既經(jīng)濟(jì)實用，又提高了測量的準(zhǔn)確性、可靠性。
插入式傳感器共有兩種型號可供選擇：
名 稱 | TC-1 （標(biāo)準(zhǔn)插入） | TLC-2 （加長插入） |
適用管徑 | DN80mm以上 | DN80mm以上 |
安裝空間 | ≥550mm | ≥700mm |
流體溫度 | -40℃－160℃ | -40℃－160℃ |
傳感器材質(zhì) | 304不銹鋼 | 304不銹鋼 |
安裝管道材質(zhì)為碳鋼或不銹鋼時可直接焊接安裝，對于不可直接焊接的管道，如鑄鐵、玻璃鋼、PVC、水泥管等需配備廠家制作管箍方可安裝，
安裝工具
安裝插入式傳感器需要使用開孔定位工具4000W手電鉆扳手及改錐等工具。
安裝距離
插入式傳感器安裝間距以兩傳感器的中心沿管軸方向的距離為準(zhǔn)（詳見示意圖），間距的計算方法是首先在菜單中輸入所需的參數(shù)以后，查看窗口25所顯示的數(shù)字，并按此數(shù)據(jù)安裝傳感器。
安裝方式
插入式傳感器安裝方式只有一種，即Z法，通常管徑在DN80mm以上都可使用。
2. 超聲波信號電纜的屏蔽線可懸空不接，不要與正、負(fù)極（紅、黑線）短路；
3. 傳感器接好后必須用密封膠（耦合劑）注滿，以防進(jìn)水；
4. 傳感器注滿密封膠蓋好蓋后，必須將傳感器屏蔽線攬進(jìn)線孔擰好鎖緊，以防進(jìn)水；
5. 捆綁傳感器時應(yīng)將夾具（不銹鋼帶）固定在傳感器的中心部分，使之受力均勻，不易滑動；
6. 傳感器與管道的接觸部分四周要涂滿足夠的耦合劑，以防空氣、沙塵或銹跡進(jìn)入，影響超聲波信號傳輸。
| 測量范圍 | 0.1升/秒~10米3/秒 |
累計流量 | 米3 |
測距范圍 | 0~3m |
測距精度 | 0.3% |
流量精度 | 1%（視堰板類型而定） |
盲 區(qū) | 0.3m~0.5m |
測距分辨率 | 1mm |
壓 力 | 4個大氣壓以下 |
儀表顯示 | 自帶LCD顯示瞬時流量喝累計流量 |
模擬輸出 | 4~20mA |
數(shù)字輸出 | RS485、Modbus協(xié)議或定制協(xié)議 |
供電電壓 | DC24V/AC220V,防雷裝置內(nèi)置 |
環(huán)境溫度 | -20℃~+60℃ |
防護(hù)等級 | IP65 |
巴歇爾槽外形尺寸圖
| 序號 | 流量范圍（噸/小時） | 適用渠道m(xù)m | 水位范圍（mm） | 臨界淹沒度% | ||
Q(min) | Q(max) | ＞寬×高 | h（min） | h(max) | ||
1 | 0.3 | 19.4 | ＞200×250 | 15 | 210 | 0.5 |
2 | 0.6 | 47.5 | ＞250×300 | 15 | 240 | 0.5 |
3 | 2.8 | 115.6 | ＞300×600 | 30 | 330 | 0.5 |
4 | 5.4 | 399.6 | ＞450×800 | 30 | 450 | 0.5 |
5 | 9.0 | 903.6 | ＞600×1000 | 30 | 600 | 0.5 |
6 | 12.6 | 1440.0 | ＞1000×1200 | 30 | 750 | 0.5 |
序號 | 喉道段 | 收縮段 | 擴(kuò)散段 | 增高 | 流量參數(shù) | |||||||
b | L | N | B1 | L1 | La | B2 | L2 | K | D | C | n | |
1 | 25 | 76 | 29 | 167 | 356 | 237 | 93 | 203 | 19 | 230 | 217 | 1.550 |
2 | 51 | 114 | 43 | 214 | 406 | 271 | 135 | 254 | 22 | 260 | 435 | 1.550 |
3 | 76 | 152 | 57 | 259 | 457 | 305 | 178 | 305 | 25 | 460 | 638 | 1.550 |
4 | 152 | 305 | 114 | 400 | 610 | 407 | 394 | 610 | 76 | 610 | 1372 | 1.540 |
5 | 228 | 305 | 114 | 575 | 864 | 576 | 381 | 457 | 76 | 770 | 1927 | 1.530 |
6 | 300 | 600 | 230 | 780 | 1350 | 902 | 600 | 920 | 80 | 800 | 2444 | 1.521 |
