(一)产品概述
双通道超声波流量计/热量表通过高精度时间数字转换芯片对超声波传输时间进行测量,有效克服零点漂移、小流量测量误差大等问题;综合利用时差法技术对流量进行测算;人机接口画面丰富,支持多种通信方式;具有计量精度高、操作简便、运行稳定等优点。
- 支持双通道测量有效提高了仪表在复杂流体状态中的测量准确性和可靠性;
- 综合采用时差法测量技术,有效避免零点漂移,提高了小流量测量精度;
- 支持RS485通信,具有4 ~ 20mA变送,以及继电器开关量功能,与企业能源管理系统集成更加方便;
- 主机与探头类型多样化,可根据现场需求搭配使用,能够满足特殊环境的安装与测量;
- 人机界面丰富,使用操作便捷。
(二)工作原理
双通道超声波流量计/热量表通过四组传感器测量管道内各点的实际流速,模拟实际运行中管道内流速分布情况,解决线速度V转换为面速度Ѷ的准确性以提高仪表整体的计量精度。双通道超声波流量计/热量表通过上、下游传感器相互发送及接收超声波,当超声波束在液体中传播时,液体的流动将使传播时间发生微小变化,并且其传播时间的变化正比于液体的流速,如图所示。
测量原理示意图
液体流速与传输时间的关系公式:
其中:
超声波流量计计算公式: Q=3600×Ѷ×S
Q 流量 m3/h Ѷ 流速(面速度)m/s S 管道截面积
为了测量实际流量需将线速度V转换为面速度Ѷ:Ѷ=K×V
由于管道中流速为不规则分布,转换时需引入数据模型K来进行转换,而K则通过雷诺数根据以下公式进行得出:
雷诺数根据以下公式进
超声波热量表计算公式:
1.
Q—释放或吸收的热量(J或Wh)
qm—流经热量表的水的质量流量(kg/h)
△h—在热交换系统的入口和出口温度下,水的焓值差(J/kg)
t——时间(h)
2.供水口安装时:瞬时热量q热=qv×ρ供×(h供-h回)
回水口安装时:瞬时热量q热=qv×ρ回×(h供-h回)
其中
qv=体积瞬时流量
ρ供=供水口温度下水的密度
ρ回=回水口温度下水的密度
h供=供水口温度下水的热焓值
h回=回水口温度下水的热焓值
双通道超声波热量表通过四对通道测得的流速,将管道模拟成多个区域采用多项式拟合法进行流量积算以便得到最为精确的流量数据。
热量测量即在流量测量的基础上,增加两路PT100输入,采用两线制接线,测温范围-50℃~150℃,使用符合国家标准的焓差法和比热温差法计算热量,其中焓差法仅用于水介质的热量计算。
(三)功能特点
1、工作电压:DC 10-28V
2、功耗:工作电流150mA~300mA;
3、输出:
1 路标RS485 输出;
1 路4-20mA输出;
4、显示:4.3寸彩色液晶屏;
5、操作:触摸式;
6、流量传感器:插入式;
7、功能:流速测量,流量测量,热量测量。
8、硬件模块化设计,生产及维修操作简易;
9、符合CJ128 国家热表标准的热量测量功能;
10、累计流量,累计热量掉电保存;
常用液体声速和粘度
液 体 |
声速(m/s) |
粘 度 |
液 体 |
声速(m/s) |
粘 度 |
水20℃ |
1482 |
1 |
甘油 |
1923 |
1180 |
水50℃ |
1543 |
0.55 |
汽油 |
1250 |
0.8 |
水75℃ |
1554 |
0.39 |
66#汽油 |
1171 |
|
水100℃ |
1543 |
0.29 |
80#汽油 |
1139 |
|
水125℃ |
1511 |
0.25 |
0#柴油 |
1385 |
|
水150℃ |
1466 |
0.21 |
苯 |
1330 |
|
水175℃ |
1401 |
0.18 |
乙苯 |
1340 |
|
水200℃ |
1333 |
0.15 |
甲苯 |
1170 |
0.69 |
水225℃ |
1249 |
0.14 |
四氯化碳 |
938 |
|
水250℃ |
1156 |
0.12 |
煤油 |
1420 |
2.3 |
丙酮 |
1190 |
|
石油 |
1290 |
|
甲醇 |
1121 |
|
松油 |
1280 |
|
乙醇 |
1168 |
|
三氯乙烯 |
1050 |
0.82 |
酒精 |
1440 |
1.5 |
大港航煤 |
1298 |
|
乙酮 |
1310 |
|
大庆0#航煤 |
1290 |
|
乙醛 |
1180 |
|
花生油 |
1472 |
|
乙二醇 |
1620 |
|
蓖麻油 |
1502 |
|
常用材料声速
管 材 料 |
声速(m/s) |
|
管 材 料 |
声速(m/s) |
钢 |
3206 |
|
PVC |
2540 |
ABS |
2286 |
|
特氟隆 |
1225 |
铝 |
3048 |
|
钛 |
3150 |
黄铜 |
2270 |
|
水泥 |
4190 |
铸铁 |
2460 |
|
沥青 |
2540 |
青铜 |
2270 |
|
搪瓷 |
2540 |
玻璃钢 |
3430 |
|
玻璃 |
5970 |
玻璃 |
3276 |
|
塑料 |
2280 |
聚乙烯 |
1950 |
|
聚乙烯 |
1600 |
聚四氟乙烯 |
1450 |
|
橡胶 |
1600 |
水中声速表(1标准大气压下)
t |
v |
t |
v |
t |
v |
t |
v |
0 |
1402.3 |
25 |
1496.6 |
50 |
1542.5 |
75 |
1555.1 |
1 |
1407.3 |
26 |
1499.2 |
51 |
1543.5 |
76 |
1555.0 |
2 |
1412.2 |
27 |
1501.8 |
52 |
1544.6 |
77 |
1554.9 |
3 |
1416.9 |
28 |
1504.3 |
53 |
1545.5 |
78 |
1554.8 |
4 |
1421.6 |
29 |
1506.7 |
54 |
1546.4 |
79 |
1554.6 |
5 |
1426.1 |
30 |
1509.0 |
55 |
1547.3 |
80 |
1554.4 |
6 |
1430.5 |
31 |
1511.3 |
56 |
1548.1 |
81 |
1554.2 |
7 |
1434.8 |
32 |
1513.5 |
57 |
1548.9 |
82 |
1553.9 |
8 |
1439.1 |
33 |
1515.7 |
58 |
1549.6 |
83 |
1553.6 |
9 |
1443.2 |
34 |
1517.7 |
59 |
1550.3 |
84 |
1553.2 |
10 |
1447.2 |
35 |
1519.7 |
60 |
1550.9 |
85 |
1552.8 |
11 |
1451.1 |
36 |
1521.7 |
61 |
1551.5 |
86 |
1552.4 |
12 |
1454.9 |
37 |
1523.5 |
62 |
1552.0 |
87 |
1552.0 |
13 |
1458.7 |
38 |
1525.3 |
63 |
1552.5 |
88 |
1551.5 |
14 |
1462.3 |
39 |
1527.1 |
64 |
1553.0 |
89 |
1551.0 |
15 |
1465.8 |
40 |
1528.8 |
65 |
1553.4 |
90 |
1550.4 |
16 |
1469.3 |
41 |
1530.4 |
66 |
1553.7 |
91 |
1549.8 |
17 |
1472.7 |
42 |
1532.0 |
67 |
1554.0 |
92 |
1549.2 |
18 |
1476.0 |
43 |
1533.5 |
68 |
1554.3 |
93 |
1548.5 |
19 |
1479.1 |
44 |
1534.9 |
69 |
1554.5 |
94 |
1547.5 |
20 |
1482.3 |
45 |
1536.3 |
70 |
1554.7 |
95 |
1547.1 |
21 |
1485.3 |
46 |
1537.7 |
71 |
1554.9 |
96 |
1546.3 |
22 |
1488.2 |
47 |
1538.9 |
72 |
1555.0 |
97 |
1545.6 |
23 |
1491.1 |
48 |
1540.2 |
73 |
1555.0 |
98 |
1544.7 |
24 |
1493.9 |
49 |
1541.3 |
74 |
1555.1 |
99 |
1543.9 |
通讯协议MODBUS寄存器表
参数 |
类型 |
地址 |
说明 (数值范围)[单位] |
小时流量 |
Float |
00 |
4字节浮点数,高前低后 (-9999999~+9999999)[方/小时] |
流量正累计 |
Double |
02 |
8字节双精度浮点数,高前低后 (0~9999999999999.9)[方] |
流量负累计 |
Double |
06 |
8字节双精度浮点数,高前低后 (0~9999999999999.9)[方] |
平均流速 |
Float |
10 |
4字节浮点数,高前低后 (-99.999~+99.999)[米/秒] |
水位 |
Float |
12 |
4字节浮点数,高前低后 (0~99.999)[米] |
小时热量 |
Float |
14 |
4字节浮点数,高前低后 (9999999.9)[吉焦/小时] |
热量累计 |
Double |
16 |
8字节双精度浮点数,高前低后 (0~9999999999999.9)[吉焦] |
示例:
主机发:01 03 00 00 00 14 45 C5
仪表回:01 03 28 44 9A 52 25 41 9D 6F 34 57 F2 B0 21 41 CD 6F 34 58 8F BE 77 3F 7C AC 08 41 45 85 1F 47 AB 33 29 41 C0 30 70 52 0F BE 77 D6 3F
01 地址码
03 功能码
28 返回的数据字节个数0X14*2=40个字节
44 9A 52 25 小时流量,高前低后。44 9A 52 25=1234.567方/小时
41 9D 6F 34 57 F2 B0 21 流量正累计,高前低后。41 9D 6F 34 57 F2 B0 21=123456789.987方
41 CD 6F 34 58 8F BE 77 流量负累计,高前低后。41 CD 6F 34 58 8F BE 77=987654321.123方
3F 7C AC 08 平均流速,高前低后。3F 7C AC 08=0.987米/秒
41 45 85 1F 水位,高前低后。41 45 85 1F=12.345米
47 AB 33 29 小时热量,高前低后。47 AB 33 29=87654.321米
41 C0 30 70 52 0F BE 77 累计热量,高前低后。41 C0 30 70 52 0F BE 77=543219876.123方
D6 3F 标准CRC16 MODBUS 校检码,地位前高位后