一、產(chǎn)品簡(jiǎn)介
1.1概述
LSC-1/32型超聲波明渠流量計(jì)是徐州市偉思水務(wù)科技有限公司依據(jù)SL/186-1997《超聲波流速儀》、GB/T21303-2007《灌溉渠道系統(tǒng)量水規(guī)范》等國(guó)家規(guī)范，自行研制與生產(chǎn)的一款針對(duì)明渠渠道流量檢測(cè)的專業(yè)設(shè)備，具備測(cè)量精度較高、安裝與維護(hù)簡(jiǎn)單和使用壽命較長(zhǎng)等特點(diǎn)。
1.2工作原理
(1) 流速測(cè)量
圖：計(jì)算依據(jù)
圖：整體示意圖
多層時(shí)差法流速儀是利用多組超聲波換能器分層（每層一對(duì)）安裝于灌渠二側(cè)。通過(guò)采集控制器分時(shí)的控制每層的超聲波換能器相向交替收發(fā)超聲波。通過(guò)檢測(cè)超聲波在水中順流和逆流傳播的時(shí)間差來(lái)間接的算出水的流速。其每層的流速為：
式中：V為層流速，C為超聲波在水中的傳播速度，△t為超聲波在該層順逆流的時(shí)差，X為同層的超聲波換能器在水流方向上的距離。
通過(guò)分層的算出各自的流速進(jìn)而可以算出該斷面的平均流速，積算儀表或上位機(jī)得到這個(gè)流速后結(jié)合液位傳感器測(cè)出的液位算出斷面積進(jìn)而計(jì)算出斷面的流量。
(2) 流量測(cè)量
流量測(cè)量原理是在規(guī)則的某處斷面，實(shí)時(shí)檢測(cè)通過(guò)該斷面的不同水層的流速，通過(guò)多次采集，而后通過(guò)數(shù)據(jù)建模方式得出平均流速。結(jié)合該斷面的結(jié)構(gòu)形式（如：梯形渠、U型渠和矩形等）和當(dāng)前水位，依據(jù)《水力學(xué)》的計(jì)算公式，適當(dāng)?shù)男拚植谙禂?shù)，最終計(jì)算出該斷面的瞬時(shí)流量，一般以5分鐘為時(shí)間單位頻率，若特殊需求，可提高采集頻率，以便達(dá)到更高的精準(zhǔn)度。
1.3設(shè)備組成
本測(cè)流設(shè)備主要有多層時(shí)差法流速儀、高精度水位計(jì)（磁致伸縮或磁編碼器浮子式等）一體化積算儀、傳輸模塊和供電單元組成。
圖：系統(tǒng)組成
1.4系統(tǒng)功能與特點(diǎn)
我司通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外諸多廠家的明渠測(cè)流設(shè)備功能與特點(diǎn)的統(tǒng)計(jì)與分析，總結(jié)出普遍存在諸多問(wèn)題后（如：渠道結(jié)構(gòu)多樣性、水質(zhì)較差，漂浮物較多、淤泥沉淀和阻水等情況），為了能解決傳統(tǒng)產(chǎn)品的局限性，針對(duì)性的設(shè)計(jì)與研發(fā)了本測(cè)流系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)在諸多項(xiàng)目中的實(shí)際應(yīng)用，取得了的應(yīng)用效果。
(一) 系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)
² 多層次結(jié)構(gòu)：本測(cè)流系統(tǒng)采用2、3、4層結(jié)構(gòu)，通過(guò)測(cè)量不同水深的層流速，并多次取值，通過(guò)數(shù)據(jù)建模方式求得0.6H處平均流速，具有的準(zhǔn)確性；
² 嵌入式結(jié)構(gòu)：多層流速儀和水位計(jì)均以嵌入式的安裝在渠道兩次，不阻水、避免水草、漂浮物等附著，大大減少了維護(hù)工作量；
² 由于本測(cè)流系統(tǒng)采用多層傳感器結(jié)構(gòu)，運(yùn)行一段時(shí)間后可建立層流速分布模型，即：即使只有一層傳感器仍能正常工作，本系統(tǒng)設(shè)備依舊可以高效的工作。
² 采用IP68防護(hù)等級(jí)：本系統(tǒng)中的磁致伸縮水位計(jì)、流速換能器均具備IP68防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)，即使在渠道水勢(shì)較高，淹沒(méi)全部設(shè)備時(shí)，依舊可以正常工作。
² 可修正：隨著時(shí)間的推移，渠道結(jié)構(gòu)的變化，可通過(guò)人工率定方式，在一體化積算儀中輸入率定參數(shù)，可進(jìn)一步校正本系統(tǒng)的精準(zhǔn)度。
(二) 技術(shù)參數(shù)
(1) 流速儀（傳感器）
² 測(cè)量聲道：1-4聲道
² 適應(yīng)能力：含氣泡、雜質(zhì)、顆粒較少的流體
² 測(cè)量分辨力：0.01m/s
² 測(cè)量精度：±5.0%(現(xiàn)場(chǎng)標(biāo)定后）
² 流速范圍：0.01m/s--1.2m/s
² 渠深范圍：0.5-10M
² 工作溫度：1-50℃
² 防護(hù)等級(jí)：IP68
(2) 積算儀
² 數(shù)據(jù)顯示：LCD四行中文液晶顯示
² 電源電壓：DC12V±10%
² 整機(jī)功耗＜300ma
² 顯示內(nèi)容：流量、累積流量、流速、液位等
² 輸出信號(hào)：RS485
² 工作溫度：1-50℃
² 防護(hù)等級(jí)：IP65
(3) 水位計(jì)（磁致伸縮水位計(jì)、磁編碼浮子水位計(jì)或雷達(dá)水位計(jì)等可選）：
² 測(cè)量范圍：0-5m；0-10m；
² 水位變率：>40cm/min
² 分辨力：1mm
² 測(cè)量準(zhǔn)確度：≤±(2mm± 0.2%F·S)
² 輸出形式:RS485接口：MODBUS協(xié)議
² 電源電壓：直流12V
² 環(huán)境溫度：-10℃～—+50℃
² 相對(duì)濕度；<>
² 防護(hù)等級(jí)：IP68
1.5 產(chǎn)品選型及適應(yīng)要求
(1) 選型表
| 三層時(shí)差法明渠流量計(jì) | ||||
| 序號(hào) | 設(shè)備選型 | 換能器層數(shù)范圍 | 適用渠道寬度 | 水位計(jì)類型 |
| 1 | LSC-1000 | 2-4層（可選） | 0-100cm | 磁致伸縮 |
| 2 | LSC-500 | 2-4層（可選） | 0-300cm | 磁致伸縮、浮子式 |
| 3 | LSC-200 | 2-3層（可選） | 0-1000cm | 浮子式、雷達(dá)式 |
(2) 產(chǎn)品圖
圖：LSC-200、LSC-500產(chǎn)品圖
圖：LSC-1000 產(chǎn)品圖
1.6設(shè)備安裝說(shuō)明
1.6.1 設(shè)備安裝現(xiàn)場(chǎng)圖
圖：整體結(jié)構(gòu)
圖：LSC-1000現(xiàn)場(chǎng)安裝圖
圖：LSC-200、LSC-500現(xiàn)場(chǎng)安裝圖
1.6.2接線與安裝注意事項(xiàng)
(1) 積算儀接線說(shuō)明：
² 對(duì)岸換能器（層）
² 對(duì)岸換能器（第二層）
² 對(duì)岸換能器器（第三層）
² 電源，485通訊接口
² 本岸換能器（層）
² 本岸換能器（第二層）
² 本岸換能器（第三層）
² 水位計(jì)接口
² 顯示屏開(kāi)關(guān)
(2) 安裝
² 安裝地點(diǎn)：要求安裝點(diǎn)應(yīng)離開(kāi)閘門與泵站一定的距離，且上下游應(yīng)有一段平直渠道。
² 每對(duì)超聲波換能器安裝高度要一致，且角度要對(duì)準(zhǔn)，角度以小于60度為宜，安裝后用膨脹鏍栓固定機(jī)殼后再用水泥抹平。
² 聯(lián)接導(dǎo)線要穿管安裝并二次儀表的接線表連線。
2 日常使用維護(hù)
本設(shè)備主要是用于明渠流量監(jiān)測(cè)的領(lǐng)域，為了能很好的解決和避免在灌溉過(guò)程中被雜草、漂浮物所纏繞、干擾，我司特此研發(fā)了本系統(tǒng)，很好的解決了以上情況的發(fā)生，但對(duì)泥沙的沉淀是無(wú)法避免的，在日常使用與維護(hù)過(guò)程中，請(qǐng)?jiān)敿?xì)閱讀下章節(jié)。
2.1 雜物清理
(1) 定期觀察或根據(jù)系統(tǒng)管理平臺(tái)，觀察水位與流速的關(guān)系，以此可以判斷換能器部位有無(wú)雜物遮擋，如有雜物遮擋，需要及時(shí)清理；
(2) 1-3個(gè)灌溉期結(jié)束后，需要及時(shí)清理水位計(jì)測(cè)井的泥沙沉淀，可根據(jù)當(dāng)?shù)厮|(zhì)含沙量處理；
(3) 定期觀察河道底部的泥沙沉淀與換能器的距離，若泥沙將換能器掩埋，則，即可清理，此類情況發(fā)生極少。
2.2 故障診斷
2.2.1 一體化遙測(cè)積算儀維護(hù)
一體化遙測(cè)積算儀具備流量計(jì)算和數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳功能，數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳一般通過(guò)GPRS通訊方式，需要流量卡支持，此時(shí)流量卡一般采取包年制，用戶在使用過(guò)程中需要注意以下幾個(gè)方面：
(1) 若軟件管理平臺(tái)接收不到數(shù)據(jù)，請(qǐng)查看：
² 流量卡是否欠費(fèi)；
² 若不欠費(fèi)，現(xiàn)場(chǎng)查看供電問(wèn)題，可用萬(wàn)用表檢測(cè)電壓是否低于11V，查看積算儀狀態(tài)燈是否正常：
² 如果上述均正常，則，將手機(jī)卡從設(shè)備中取出，從新插入：
1）將SIM卡正確插入卡槽并檢查是否卡緊；2）將天線接頭擰入RTU一端的天線插座中，注意旋緊插頭使插頭、插座接觸可靠。若使用吸盤天線，應(yīng)將吸盤天線可靠吸附在鐵質(zhì)金屬表面。注意：吸盤天線不得放在金屬箱體內(nèi)部，并且應(yīng)盡量遠(yuǎn)離其他金屬體。
(2) 設(shè)備故障
通過(guò)以上步驟監(jiān)測(cè)，若均無(wú)法接收到數(shù)據(jù)，此時(shí)設(shè)備故障概率較大，可通過(guò)觀察信號(hào)指示燈有無(wú)閃爍，若無(wú)閃爍或不亮，則，設(shè)備故障，此時(shí)請(qǐng)通知廠家。
2.2.2 多層時(shí)差法換能器維護(hù)
(1) 換能器故障：換能器一般是裸露在渠道上，此時(shí)須注意觀察換能器表面，有無(wú)被石頭或者其他雜物磕碰現(xiàn)象，若換能器被損壞，則需要更換；
(2) 現(xiàn)場(chǎng)查看兩岸的換能器有無(wú)出現(xiàn)無(wú)對(duì)齊情況，此時(shí)可通過(guò)廠家配備的激光儀校核，若出現(xiàn)偏差，則需要調(diào)整位置，此類偏差發(fā)生的情況是有可能河道中的石頭或雜物撞擊后的結(jié)果。
