TDS-100系列超聲波流量計

TDS-100超聲波液位計流量計概 述

        本說明書只作為簡易操作手冊，用戶需了解詳細操作歡迎來電咨詢。

        新一代的產品繼續沿用了原先鏟平的操作界面，只是個別的菜單功能做了增減，同時又開發了4鍵盤、串口鍵盤和軟件鍵盤（通過RS485連接），幾種鍵盤可替換使用。

新一代產品增加了以下特點和功能：

1、硬件模塊化設計，生產及維修操作簡易；

2、內置4M字節數據記錄器，可記錄20萬行定時輸出或即時打印數據；

3、電氣隔離RS485接口，含MODBUS、M-BUS、FUJI等10多種通訊協議；

4、電氣隔離0-20mA或4-20mA電流環輸出，可選環路供電方式（兩線制）；

5、可選HART協議；

6、符合CJ128熱表標準的熱量測量功能；

7、8-36VDC,8-30VAC,220VAC供電方式可選；

8、具有手動累積器及批量控制器等功能；

9、年月日累積記錄功能，可記錄前512天（每天）、前128個月（每月）的累積流量及累積熱量等數據；

10、記錄并查閱前32次上斷電時間及其它數據；

11、間隔可設定范圍為1秒到24小時一次的自動數據記錄或輸出功能，有多大22項輸出內容；

12、三路精度為0.1%的模擬輸入；

使用前請先了解產品的工作電源和型號，防止誤接造成不正常工作或損壞。

固定式超聲波流量計技術特點：

1、測量精度：1%；

2、工作電源：隔離DC8-36V或AC85-264V；

3、功    耗：工作電流50mA(不連接鍵盤和蜂鳴器不響的條件下)；

4、可選輸出：1路標磚隔離RS485輸出；

              1路隔離4-20mA或0-20mA輸出（有源、無源可選）；

              可選HART協議；

              雙路隔離OCT輸出（OCT1脈沖寬度6-1000ms之間可編程，默認200ms）；

              1路雙向串行外設通用接口，可以直接通過串聯的形式連接多個諸如4-20mA模擬輸出板、頻率信號輸出板、熱敏打印機、數據記錄儀等外部設備；

5、可選輸入：三路4-20mA模擬輸入回路；

6、顯    示：2×10漢字背光顯示器（中英文雙語可選擇）；

7、操    作：16按鍵或4按鍵窗口化操作；

8、其它功能：自動記憶前512天，前128個月，前10年正負凈累積流量自動記憶前30次上、斷電時間和流量并可實現自動或手動補加，并可以通過MODBUS協議讀出；

9、流量傳感器：外敷式、插入式和管段式；

手持式超聲波流量計技術特點：

        適用于各種尺寸管道流量計量，流速測量范圍為0.01～±32m/s,測量介質為水、海水、污水、酒精等單一穩定的液體，測量材質為鋼、不銹鋼、鑄鐵、PVC、玻璃鋼等均勻質密的管道。

1、測量精度：優于1%；

2、重 復 性：優于0.2%；

3、工作電源：內置鎳氫充電電池可持續工作10小時以上；

4、安裝方式：外敷式安裝；

顯    示：4行漢子同屏顯示瞬時流量、流速、累積流量、信號

5、狀態等；

6、信號輸出:隔離RS232，可用于聯網檢測或導出記錄數據；

7、可選輸出：OCT輸出正、負、凈累積脈沖信號和頻率信號（1-9999HZ）可選；

8、可選配的傳感器：外夾式，可即插即拔式接口；

便攜式超聲波流量計技術特點：

適用于工業現場中液體流量的在線標定和巡檢測量。具有操作簡單、測量精度高、一致性好、可在線打印、電池供電時間長等特點。

1、測量精度：優于1%；

2、重 復 性：優于0.2%；

3、工作電源：220VAC（標配），110VAC（可選）；

4、測量周期：500ms(每秒2次，每個周期采集128組數據)；

5、電    池：內置鎳氫充電電池可連續工作24小時；

6、安裝方式：外敷式安裝；

7、顯    示：2×10漢字背光顯示器（瞬時流量、累積流量、信號狀態等）；

8、信號輸出：隔離RS485；

9、通訊協議：MODBUS協議，FUJI擴展協議，兼容國內其他廠家同類產品的通訊協議；

10、打印輸出：內置熱敏一體式打印機，實現實時或定時打印；

11、其他功能：自診斷，提示當前工作狀態是否正常；

12、可選配的傳感器：可即插即拔式接口；

超聲波水表技術特點：

1、測量精度：2級；

2、工作電源：3.6V/19AH鋰電池供電或電流環環路供電（兩線制）。

3、測量周期：500ms-49秒（出廠默認10秒）；

4、采樣次數：每個測量周期采樣次數32組-128組可選（出廠默認64組）；

5、電池功耗：出廠默認狀態下鋰電池可持續工作5年；

6、可選輸出：1路USART（TTL）輸出；

             1路RS485輸出（內部電池供電或外供直流電源可選）；

             雙路隔離OCT輸出（OCT1脈沖寬度6-1000ms間可編程，默認200ms）;

7、顯    示：本地96段LCD顯示共能夠顯示44個不同窗口內容；

8、操    作：本地磁性雙按鍵可瀏覽前44個窗口內容，但不能設置參數，參數需通過RS485，使用二次儀表或PC設參軟件；

9、其他功能：自動記憶前512天，前128個月，前10年正負凈累積熱量自動記憶前30次上、斷電時間和流量并可實現自動或手動補加，并可以通過MODBUS協議讀出；

10、防護等級：IP68；

11、流量傳感器：外敷式、插入式和管段式；

■超聲波水表流量范圍：

標定須知

        由于水表出廠時小讀數已固定，標定時可能會因分辨率不足造成結果偏差。所以標定時請使用手動累積器菜單H0、H1、H2、H3（40、41、42、43）確保精度。

注意：當出廠設定小讀數為0.001立方米時，手動累積器菜單單位為升；出廠設定小讀數為1立方米時，手動累積器菜單單位為立方米。

超聲波冷熱量表技術特點：

測量精度:2級，滿足CJ128-2007《熱量表》標準；

工作電源：隔離DC8-36V或AC85-264V或3.6V/19AH鋰電池；

溫度范圍：4-160℃；

溫差范圍：3-75℃；

環境等級：B級或C級；

可選輸出：1路標準隔離RS485輸出；

          1路隔離4-20mA或0-20mA輸出；

          可選HART協議；

          雙路隔離OCT輸出（OCT1脈沖寬度6-1000ms之間可編程。

超聲波冷熱表流量范圍：

操作與顯示

        產品采用了窗口化軟件設計，所有輸入參數、一起設置和顯示測量結果統一細分為100多個獨立的窗口表示，使用者通過“訪問”特定的窗口即可達到輸入參數、修改設置或顯示測量結果的目的，窗口采用兩位數字（包括+號）編號，從00～99，然后是+0、+1等。窗口號碼或稱窗口地址碼，表示特定的含義。

窗口本身主要分為三種類型：

（1）數據型,例如M11，M12；

（2）選擇項型，例如M14；

（3）純顯示型，例如M01，M00。

        訪問數據型窗口，可以查看對應參數。如果欲修改數值，可直接鍵入數值鍵然后回車,也可鍵入回車鍵后，再鍵入數字鍵，然后再鍵入回車鍵確認。

        訪問選擇型窗口，可以查看對應所選擇的選擇項。如果欲進行修改，必須先鍵入回車鍵，這時屏幕左邊將出現“>”和閃動的光標，表示進入可修改選擇狀態。使用者可使用和鍵移出所要的選擇項后，鍵入鍵確認；也可以直接輸入數字對應的選擇項，鍵入鍵確認。

        顯示型窗口只顯示供用戶瀏覽，不能修改。

菜單一覽表

故障解析

        超聲波流量計設計了完善的自診斷功能。對發現的問題以代碼的形式按時間順序顯示在LCD顯示器的右上角。M08菜單則可順序顯示所有存在的故障問題。

        硬件故障在每次上電時進行檢查，正常工作時能檢查到部分硬件故障。對因設置錯誤或測試條件不合適造成的不能檢測問題也能顯示出相應的信息，以便用戶很快地確定故障及問題所在，并及時按下列兩表所提供的方法解決問題。

        顯示的錯誤分為兩類：一類為電路硬件錯誤信息，可能出現的問題及解決辦法見表1所示。如果上斷電自檢時發現問題，進入測量狀態以后，顯示器的左上角將顯示“*F”。可重新上電，查看所顯示的信息，按下表采取具體措施。如果問題繼續存在，請與公司聯系。

       問題及解決辦法由以下兩表給出。

表1.硬件上電自檢信息及原因對策

表2.工作時錯誤代碼原因及解決辦法

注意：出現錯誤代碼*Q、*E時并不影響測量，只是表明電流環和頻率輸出有問題。

4鍵操作與顯示

4鍵鍵盤的4個按鍵依次為菜單、上移、下移、回車四個按鍵。

上移鍵可上移菜單或增加數字；

下移鍵可下移菜單、減小數字、光標移動下一數字，當移動到尾部后，下移鍵會起到回車的作用。

例如，輸入9，需要連續使用上移鍵9次，然后移動到下一數字

位置上。

當輸入菜單號碼時，如果只輸入一個數字后，然后輸入回車，表示輸入的這個數字為是十位數字上的數。

例如鍵入按鍵組合：菜單鍵+三次上移鍵+回車鍵，表示進入菜單M30。進入菜單M42的按鍵組合為：菜單鍵+四次上移鍵+下移鍵+兩次上移鍵+下移鍵，也可以使用菜單鍵+四次上移鍵+回車鍵+兩次下移鍵。進入菜單M00的按鍵組合為：菜單鍵+回車鍵。

進入菜單M90的按鍵組合為菜單鍵+回車鍵+上移鍵。進入菜單M30的按鍵組合為菜單鍵+四次上移鍵+回車鍵+兩次上移鍵。

       本地LCD窗口有兩個磁性按鍵，無需打開機殼使用磁棒在機殼外部操作。分別位于LCD的左上角和右下角，稱為“上移鍵”和“下移鍵”。兩個磁性按鍵只能用于上、下翻頁瀏覽參數，不能修改和設置參數，如需修改和設置參數，必須使用RS485串口鍵盤或設參軟件才能實現。

        本地LCD可設置兩種顯示方式，一種是自動循環顯示方式，在M3.（M3A）窗口輸入2-39的數字表示前多少個窗口自動循環顯示，出廠默認前8個窗口（面膜上的8個窗口）自動循環。另一種是固定顯示方式，在M3.（M3A）窗口中輸入0或1即可。

        本地LCD在循環顯示狀態下，初次按鍵，窗口自動進入上次按鍵所移動的窗口，停止按鍵超過60秒，自動循環狀態啟動，自動循環狀態下，按下移鍵超過3秒鐘，今日顯示00窗口。

顯示狀態代碼及故障判斷

        通過查看本地LCD顯示器第07號窗口，可以判斷當前流量計的工作狀態。

        07號主窗口顯示格式樣式：FxG SS Q

        SS為00～99是數值，表示當前信號強度。正常范圍50～99，越大越好；

        Q的數值范圍為0～9，表示當前信號質量，正常工作范圍5～9，越大越好；

        G表示信號調整步驟。正常工作時為空格，調整信號過程中顯示3、2、1等；

       X表示當前系統工作狀態代碼，含義分別如下：

段式液晶顯示  液晶顯示      MODBUS寄存器

F0xxx        *I       Bit0  沒有收到信號錯誤

F1xxx        *H       Bit1  信號太低錯誤

F2xxx        *H       Bit2  信號差錯誤

F3xxx        *K       Bit3  管道空錯誤

F4xxx        *J       Bit4  電路硬件錯誤

F5xxx        *G       Bit5  正在調整電路增益

F6xxx        *Q       Bit6  頻率輸出超量程錯誤

F7xxx        *E       Bit7  電流環輸出電流過量程錯誤

F8xxx        *F       Bit8  內部數據寄存器效驗和錯誤

F9xxx        *F       Bit9  主振頻率或者時鐘頻率存在錯誤

FAxxx        *F       Bit10 參數區存在效驗和錯誤

Fbxxx        *F       Bit11 程序存儲器數據效驗和錯誤

Fcxxx        *F       Bit12 溫度測量電路可能存在錯誤

Fdxxx        *L       Bit13 保留（25版表示FLASH儲存器存在錯誤）

Fexxx        *        Bit14 內部計時器溢出錯誤

顯示內容一覽表

注意：40-42窗口用于標定顯示

外形尺寸及接線圖

一 壁掛主機外形尺寸及接線圖

    標準型 外形圖

防爆型 外形圖

二 盤裝主機外形尺寸及接線圖

        用戶要求不同有可能接線標識不同，以實際為準。

三 手持主機外形及接線圖    

實物圖

主機頂部圖

外形尺寸及接

外形尺寸及接線圖

五 模塊外形尺寸及接線圖

        模塊外殼顏色目前有草綠色、乳白色和天藍色，本圖以草綠色模為例（只是外貌有區別，功能同等，客戶無需多慮）：

六 超聲波水表外形及接線圖

七 管段流量傳感器尺寸圖

安裝測量

        溫度傳感器的安裝相對簡單，只需在供水和回水管路上分別安裝即可，這里不做重點介紹，本章節主要介紹流量傳感器的安裝。

1、選擇合適的安裝測量點；

2、根據現場情況或購買的傳感器種類選擇合適的安裝方法；

  （1）插入式流量傳感器類型選擇：插入B型，安裝方式：Z法；

  （2）管段式流量傳感器：出廠前參數已設定，直接段管安裝；

3、輸入管道參數，計算兩個流量傳感器之間的安裝距離；

4、現場安裝傳感器；

5、信號檢查（通過第90、91、92窗口檢查安裝是否滿足要求；

選擇流量測量點

        為保證測量精度和穩定性，傳感器的安裝點應選擇在流場分布均勻的直管段部分（正常使用時管道中必須充滿液體）。必須遵循以下原則：

1、選擇滿管的位置，如直管段（流體向上流動）或水平管段。

2、安裝點應選擇上游大于10倍直管徑、下游大于5倍直管徑以內無任何閥門、彎頭、變徑等均勻的直管段，安裝點應充分遠離閥門、泵、高壓電和變頻器等干擾源。

3、避免安裝在管道系統的至高點或帶有自由出口的豎直管道上（流體向下流動）

4、對于開口或半滿管的管道，流量計應安裝在U型管段處。

5、兩個傳感器必須安裝在管道周面的水平方向上，并且在軸線水平位置±45°范圍內安裝，以防止上部有不滿管、氣泡或下部有沉淀等現象影響傳感器正常測量。如果受安裝地點空間的限制而不能水平對稱安裝時，可在保證管內上部分無氣泡的條件下，垂直或有傾角地安裝傳感器。

儀表井施工要求

        如現場傳感器需要安裝在儀表井里時，就必須需要有一定的安裝空間，以便于人能直立工作，即管壁到墻壁之間的距離至少600mm以上，即寬度W>（D+700×2）mm，儀表井軸向寬度L>D+1200mm，安裝傳感器時，應避開法蘭、焊縫、變徑，并盡量安裝在管道軸線水平位置±45°范圍內。

外縛式傳感器的安裝方法

外縛式傳感器共有五種型號可供選擇：

安裝距離

        外敷式傳感器安裝間距以兩傳感器的內邊緣距離為準（參見安裝示意圖），間距的計算方法是首先在菜單中輸入所需的參數以后，查看窗口M25所顯示的數字，并按此數據安裝傳感器。

安裝方式

        外敷式傳感器的安裝方式共有四種。分別是V法、Z法、N法和W法。DN200以下的管道可優先選用V法，無信號或信號質量差時刻選用Z法，DN200以上的管道或者鑄鐵管時應優先選用Z法，N法和W法是較少使用的方法，通常適合DN50mm以下的細管道安裝。

V 法

        一般情況下，V法是比較標準的安裝方法，使用方便、測量準確，安裝時兩傳感器水平對齊，其中心線與管道軸線水平即可，可測管徑范圍約DN15mm-DN400mm。

Z 法

        Z法是很常用的安裝方法，特點是超聲波在管道中直接傳輸，無反射（稱為單聲程），信號衰減損耗很小。Z法可測管徑范圍為100mm-6000mm。現場實際安裝時，簡易200mm以上的管道都要選用Z法（這樣測得信號極大）。

安裝步驟

         1、接線（如圖）信號電纜的屏蔽線可懸空不接，不要與正、負極（紅、黑線）短路；

        2、密封防水，接好線后必須用密封膠（耦合劑）注滿，蓋好蓋后，必須將傳感器屏蔽線纜進線孔擰好鎖緊，以防進水；

         3、安裝傳感器，使用角磨機將欲安裝傳感器的區域拋光，除掉銹跡油漆或防銹層，并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耦合劑，再把傳感器緊貼在管壁上并捆綁好，夾具（不銹鋼帶）應固定在傳感器的中心部分，使之受力均勻；注意傳感器和管壁之間不能有空氣泡和沙礫。

插入式傳感器的安裝方法

現場安裝使用的專用開孔工具，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直接接觸從而實現流量的測量，并保證了生產正常穩定的運行、無壓力損失等特點，日后維護也無需停水；

插入式傳感器共有三種型號可供選擇：

插入式傳感器圖

        對于除鋼和不銹鋼外等不可直接焊接的管道，如鑄鐵、玻璃鋼、PVC、水泥等需配備廠家制作的專用管箍方可安裝，如用戶訂貨時遇到此類型情況，請告知廠家待安裝管道的精確外徑，以防漏水。

安裝工具

        安裝插入式傳感器需要本公司提供的專用開孔定位工具、400W手電鉆（可高層調速）、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（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以后，查看窗口25所顯示的數字或“內徑-9.113mm”，并按此數據安裝傳感器。

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。

安裝步驟

1.安裝點定位

        將管道參數輸入主機，計算出安裝距離L（L=內徑-9.113mm）,然后根據安裝距離定出兩個傳感器的位置（兩個傳感器一定要保證在同一軸面上），安裝距離為兩個傳感器的中心距。

        一、制作定位紙：取一條長4D（D為管徑），寬200mm(或D)的矩形紙帶（根據現場情況，可以用防濕、防腐蝕的材料代替紙帶），在距邊緣約100mm處劃一條線；

二、將定位紙纏繞在表面已清理干凈的管道上，注意必須把紙兩邊互相重合對齊，才能使所劃的線與管軸相平行；

三、延長定位紙上的直線在管道上劃一直線，所劃直線與定位紙一邊緣相交點為A；

2.焊接球閥底座

        對于可焊接管材（如鋼、不銹鋼等）只需將球閥底座直接焊在管道外壁上（不銹鋼管材需焊接不銹鋼底座，訂貨時請注明）。焊前必須將焊點附近的管道表面處理干凈，除掉銹跡油漆，如有防銹層的也應去掉，并用抹布蘸丙酮或酒精擦去油污和灰塵，然后焊接即可，但必須保證球閥底座中心點與A和B兩點重合，焊接時注意一定不要夾雜氣孔，以防漏水，甚至斷裂。

        對于不可直焊接管材（如鑄鐵、水泥管等），需采用定制的專用管箍固定（帶密封用膠墊），球閥底座已事先焊在管箍上，將管箍直接緊固到被測管道上，保證球閥底座中心點與A和B兩點重合，然后將球閥緊固在已焊有底座管箍上，一定要密封好。

3.鉆孔

        將開孔器密封護套與特制球閥外螺紋連接，擰緊后，打開球閥，推動鉆桿直至與管道外壁接觸，將手電鉆與鉆桿接好鎖緊，接通電源，開始鉆孔，在鉆孔過程中電鉆保持低速轉速不要過快，以免卡鉆，甚至鉆頭折斷，鉆透后，拔出鉆桿直到開孔器鉆頭的前端退至球閥芯后，關上球閥，卸下開孔器。

檢查安裝

        安裝的好壞直接關系到流量值是否準確、流量計是否能長時間可靠的運行。所以需要進行下列的檢查，以確保得到很好的測量結果并使流量計長時間可靠的運行：

信號強度

        信號強度（M90中顯示）是指上下游兩個方向傳感器接收信號的強度。信號強度使用00.0-99.9的數字表示相對的信號強度。對于外夾式傳感器安裝時應盡量調整傳感器的位置和檢查耦合劑是否充分，確保得到很大的信號強度。（系統能正常工作的條件是兩個方向上的信號強度大于60.0）。

信號質量（Q值）

        信號質量簡稱Q值（M90中顯示）是指接收信號的好壞程度。一般要求在60.0以上，越大越好。

傳輸時間比

        傳輸時間比（M91中顯示）用于確認傳感器安裝間距是否正確。在安裝正確的情況下傳輸比應為100±3。傳輸時間比可以在M91中進行查看，盡量調到接近100.

        當傳輸比超過100±3的范圍時，應檢查參數（管外徑、壁厚、管材、襯里等）輸入是否正確、傳感器的安裝距離是否與M25中所顯示的數據一致、傳感器是否安裝在管道的同一軸面上、是否存在太厚的結垢、安裝點的管道是否橢圓變形等。

串口及通訊協議

        新一代YKTDS-100系列產品本身帶有隔離的RS485接口，可以同時支持多種常用的通訊協議，包括MODBUS協議、M-BUS、FUJI擴展協議、并兼容其他產品通訊協議。

        MODBUS協議是常規的工控常用協議。MODBUS的兩種格式RTU和ASCII都能支持。M-BUS是國際上常用熱表計量協議，使用該協議用戶在M63菜單中選擇“MODBUS ASCII“選項后再選擇協議中的任意一種即可。

        使用各種組態軟件自帶的標準的MODBUS驅動程序可以方便地把YKTDS-100連接到數據采集中。通過使用MODBUS-PROFIBUS轉換器，也可以方便地把YKTDS-100連接到PROFIBUS總線中。

        YKTDS-100系列產品還能夠起到簡易RTU設備的作用，可使用電流環及OCT輸出控制步進式或模擬式電磁閥的開度，OCT輸出可控制其他設備的上下電，其1路模擬輸入可用來輸入壓力、溫度等信號。在網絡環境中使用時，除標識地址碼的編程需使用串口或并口操作鍵盤外，其他各個量的操作均可在上位機上進行。數據的傳輸采用命令應答方式，即上位機發出命令，流量計做出相應的回答。

        流量數據采集可以使用本公司研制開發的通用流量/熱量數據監控系統，該系統基于YKTDS-100流量計的特點，充分利用了流量計特色的軟硬件設計，具有投資少、系統簡單明快、運行可靠等的特點。