TDS-100系列超声波流量计

TDS-100超声波液位计流量计概 述

        本说明书只作为简易操作手册，用户需了解详细操作欢迎来电咨询。

        新一代的产品继续沿用了原先铲平的操作界面，只是个别的菜单功能做了增减，同时又开发了4键盘、串口键盘和软件键盘（通过RS485连接），几种键盘可替换使用。

新一代产品增加了以下特点和功能：

1、硬件模块化设计，生产及维修操作简易；

2、内置4M字节数据记录器，可记录20万行定时输出或即时打印数据；

3、电气隔离RS485接口，含MODBUS、M-BUS、FUJI等10多种通讯协议；

4、电气隔离0-20mA或4-20mA电流环输出，可选环路供电方式（两线制）；

5、可选HART协议；

6、符合CJ128热表标准的热量测量功能；

7、8-36VDC,8-30VAC,220VAC供电方式可选；

8、具有手动累积器及批量控制器等功能；

9、年月日累积记录功能，可记录前512天（每天）、前128个月（每月）的累积流量及累积热量等数据；

10、记录并查阅前32次上断电时间及其它数据；

11、间隔可设定范围为1秒到24小时一次的自动数据记录或输出功能，有多大22项输出内容；

12、三路精度为0.1%的模拟输入；

使用前请先了解产品的工作电源和型号，防止误接造成不正常工作或损坏。

固定式超声波流量计技术特点：

1、测量精度：1%；

2、工作电源：隔离DC8-36V或AC85-264V；

3、功    耗：工作电流50mA(不连接键盘和蜂鸣器不响的条件下)；

4、可选输出：1路标砖隔离RS485输出；

              1路隔离4-20mA或0-20mA输出（有源、无源可选）；

              可选HART协议；

              双路隔离OCT输出（OCT1脉冲宽度6-1000ms之间可编程，默认200ms）；

              1路双向串行外设通用接口，可以直接通过串联的形式连接多个诸如4-20mA模拟输出板、频率信号输出板、热敏打印机、数据记录仪等外部设备；

5、可选输入：三路4-20mA模拟输入回路；

6、显    示：2×10汉字背光显示器（中英文双语可选择）；

7、操    作：16按键或4按键窗口化操作；

8、其它功能：自动记忆前512天，前128个月，前10年正负净累积流量自动记忆前30次上、断电时间和流量并可实现自动或手动补加，并可以通过MODBUS协议读出；

9、流量传感器：外敷式、插入式和管段式；

手持式超声波流量计技术特点：

        适用于各种尺寸管道流量计量，流速测量范围为0.01～±32m/s,测量介质为水、海水、污水、酒精等单一稳定的液体，测量材质为钢、不锈钢、铸铁、PVC、玻璃钢等均匀质密的管道。

1、测量精度：优于1%；

2、重 复 性：优于0.2%；

3、工作电源：内置镍氢充电电池可持续工作10小时以上；

4、安装方式：外敷式安装；

显    示：4行汉子同屏显示瞬时流量、流速、累积流量、信号

5、状态等；

6、信号输出:隔离RS232，可用于联网检测或导出记录数据；

7、可选输出：OCT输出正、负、净累积脉冲信号和频率信号（1-9999HZ）可选；

8、可选配的传感器：外夹式，可即插即拔式接口；

便携式超声波流量计技术特点：

适用于工业现场中液体流量的在线标定和巡检测量。具有操作简单、测量精度高、一致性好、可在线打印、电池供电时间长等特点。

1、测量精度：优于1%；

2、重 复 性：优于0.2%；

3、工作电源：220VAC（标配），110VAC（可选）；

4、测量周期：500ms(每秒2次，每个周期采集128组数据)；

5、电    池：内置镍氢充电电池可连续工作24小时；

6、安装方式：外敷式安装；

7、显    示：2×10汉字背光显示器（瞬时流量、累积流量、信号状态等）；

8、信号输出：隔离RS485；

9、通讯协议：MODBUS协议，FUJI扩展协议，兼容国内其他厂家同类产品的通讯协议；

10、打印输出：内置热敏一体式打印机，实现实时或定时打印；

11、其他功能：自诊断，提示当前工作状态是否正常；

12、可选配的传感器：可即插即拔式接口；

超声波水表技术特点：

1、测量精度：2级；

2、工作电源：3.6V/19AH锂电池供电或电流环环路供电（两线制）。

3、测量周期：500ms-49秒（出厂默认10秒）；

4、采样次数：每个测量周期采样次数32组-128组可选（出厂默认64组）；

5、电池功耗：出厂默认状态下锂电池可持续工作5年；

6、可选输出：1路USART（TTL）输出；

             1路RS485输出（内部电池供电或外供直流电源可选）；

             双路隔离OCT输出（OCT1脉冲宽度6-1000ms间可编程，默认200ms）;

7、显    示：本地96段LCD显示共能够显示44个不同窗口内容；

8、操    作：本地磁性双按键可浏览前44个窗口内容，但不能设置参数，参数需通过RS485，使用二次仪表或PC设参软件；

9、其他功能：自动记忆前512天，前128个月，前10年正负净累积热量自动记忆前30次上、断电时间和流量并可实现自动或手动补加，并可以通过MODBUS协议读出；

10、防护等级：IP68；

11、流量传感器：外敷式、插入式和管段式；

■超声波水表流量范围：

标定须知

        由于水表出厂时小读数已固定，标定时可能会因分辨率不足造成结果偏差。所以标定时请使用手动累积器菜单H0、H1、H2、H3（40、41、42、43）确保精度。

注意：当出厂设定小读数为0.001立方米时，手动累积器菜单单位为升；出厂设定小读数为1立方米时，手动累积器菜单单位为立方米。

超声波冷热量表技术特点：

测量精度:2级，满足CJ128-2007《热量表》标准；

工作电源：隔离DC8-36V或AC85-264V或3.6V/19AH锂电池；

温度范围：4-160℃；

温差范围：3-75℃；

环境等级：B级或C级；

可选输出：1路标准隔离RS485输出；

          1路隔离4-20mA或0-20mA输出；

          可选HART协议；

          双路隔离OCT输出（OCT1脉冲宽度6-1000ms之间可编程。

超声波冷热表流量范围：

操作与显示

        产品采用了窗口化软件设计，所有输入参数、一起设置和显示测量结果统一细分为100多个独立的窗口表示，使用者通过“访问”特定的窗口即可达到输入参数、修改设置或显示测量结果的目的，窗口采用两位数字（包括+号）编号，从00～99，然后是+0、+1等。窗口号码或称窗口地址码，表示特定的含义。

窗口本身主要分为三种类型：

（1）数据型,例如M11，M12；

（2）选择项型，例如M14；

（3）纯显示型，例如M01，M00。

        访问数据型窗口，可以查看对应参数。如果欲修改数值，可直接键入数值键然后回车,也可键入回车键后，再键入数字键，然后再键入回车键确认。

        访问选择型窗口，可以查看对应所选择的选择项。如果欲进行修改，必须先键入回车键，这时屏幕左边将出现“>”和闪动的光标，表示进入可修改选择状态。使用者可使用和键移出所要的选择项后，键入键确认；也可以直接输入数字对应的选择项，键入键确认。

        显示型窗口只显示供用户浏览，不能修改。

菜单一览表

故障解析

        超声波流量计设计了完善的自诊断功能。对发现的问题以代码的形式按时间顺序显示在LCD显示器的右上角。M08菜单则可顺序显示所有存在的故障问题。

        硬件故障在每次上电时进行检查，正常工作时能检查到部分硬件故障。对因设置错误或测试条件不合适造成的不能检测问题也能显示出相应的信息，以便用户很快地确定故障及问题所在，并及时按下列两表所提供的方法解决问题。

        显示的错误分为两类：一类为电路硬件错误信息，可能出现的问题及解决办法见表1所示。如果上断电自检时发现问题，进入测量状态以后，显示器的左上角将显示“*F”。可重新上电，查看所显示的信息，按下表采取具体措施。如果问题继续存在，请与公司联系。

       问题及解决办法由以下两表给出。

表1.硬件上电自检信息及原因对策

表2.工作时错误代码原因及解决办法

注意：出现错误代码*Q、*E时并不影响测量，只是表明电流环和频率输出有问题。

4键操作与显示

4键键盘的4个按键依次为菜单、上移、下移、回车四个按键。

上移键可上移菜单或增加数字；

下移键可下移菜单、减小数字、光标移动下一数字，当移动到尾部后，下移键会起到回车的作用。

例如，输入9，需要连续使用上移键9次，然后移动到下一数字

位置上。

当输入菜单号码时，如果只输入一个数字后，然后输入回车，表示输入的这个数字为是十位数字上的数。

例如键入按键组合：菜单键+三次上移键+回车键，表示进入菜单M30。进入菜单M42的按键组合为：菜单键+四次上移键+下移键+两次上移键+下移键，也可以使用菜单键+四次上移键+回车键+两次下移键。进入菜单M00的按键组合为：菜单键+回车键。

进入菜单M90的按键组合为菜单键+回车键+上移键。进入菜单M30的按键组合为菜单键+四次上移键+回车键+两次上移键。

       本地LCD窗口有两个磁性按键，无需打开机壳使用磁棒在机壳外部操作。分别位于LCD的左上角和右下角，称为“上移键”和“下移键”。两个磁性按键只能用于上、下翻页浏览参数，不能修改和设置参数，如需修改和设置参数，必须使用RS485串口键盘或设参软件才能实现。

        本地LCD可设置两种显示方式，一种是自动循环显示方式，在M3.（M3A）窗口输入2-39的数字表示前多少个窗口自动循环显示，出厂默认前8个窗口（面膜上的8个窗口）自动循环。另一种是固定显示方式，在M3.（M3A）窗口中输入0或1即可。

        本地LCD在循环显示状态下，初次按键，窗口自动进入上次按键所移动的窗口，停止按键超过60秒，自动循环状态启动，自动循环状态下，按下移键超过3秒钟，今日显示00窗口。

显示状态代码及故障判断

        通过查看本地LCD显示器第07号窗口，可以判断当前流量计的工作状态。

        07号主窗口显示格式样式：FxG SS Q

        SS为00～99是数值，表示当前信号强度。正常范围50～99，越大越好；

        Q的数值范围为0～9，表示当前信号质量，正常工作范围5～9，越大越好；

        G表示信号调整步骤。正常工作时为空格，调整信号过程中显示3、2、1等；

       X表示当前系统工作状态代码，含义分别如下：

段式液晶显示  液晶显示      MODBUS寄存器

F0xxx        *I       Bit0  没有收到信号错误

F1xxx        *H       Bit1  信号太低错误

F2xxx        *H       Bit2  信号差错误

F3xxx        *K       Bit3  管道空错误

F4xxx        *J       Bit4  电路硬件错误

F5xxx        *G       Bit5  正在调整电路增益

F6xxx        *Q       Bit6  频率输出超量程错误

F7xxx        *E       Bit7  电流环输出电流过量程错误

F8xxx        *F       Bit8  内部数据寄存器效验和错误

F9xxx        *F       Bit9  主振频率或者时钟频率存在错误

FAxxx        *F       Bit10 参数区存在效验和错误

Fbxxx        *F       Bit11 程序存储器数据效验和错误

Fcxxx        *F       Bit12 温度测量电路可能存在错误

Fdxxx        *L       Bit13 保留（25版表示FLASH储存器存在错误）

Fexxx        *        Bit14 内部计时器溢出错误

显示内容一览表

注意：40-42窗口用于标定显示

外形尺寸及接线图

一 壁挂主机外形尺寸及接线图

    标准型 外形图

防爆型 外形图

二 盘装主机外形尺寸及接线图

        用户要求不同有可能接线标识不同，以实际为准。

三 手持主机外形及接线图    

实物图

主机顶部图

外形尺寸及接

外形尺寸及接线图

五 模块外形尺寸及接线图

        模块外壳颜色目前有草绿色、乳白色和天蓝色，本图以草绿色模为例（只是外貌有区别，功能同等，客户无需多虑）：

六 超声波水表外形及接线图

七 管段流量传感器尺寸图

安装测量

        温度传感器的安装相对简单，只需在供水和回水管路上分别安装即可，这里不做重点介绍，本章节主要介绍流量传感器的安装。

1、选择合适的安装测量点；

2、根据现场情况或购买的传感器种类选择合适的安装方法；

  （1）插入式流量传感器类型选择：插入B型，安装方式：Z法；

  （2）管段式流量传感器：出厂前参数已设定，直接段管安装；

3、输入管道参数，计算两个流量传感器之间的安装距离；

4、现场安装传感器；

5、信号检查（通过第90、91、92窗口检查安装是否满足要求；

选择流量测量点

        为保证测量精度和稳定性，传感器的安装点应选择在流场分布均匀的直管段部分（正常使用时管道中必须充满液体）。必须遵循以下原则：

1、选择满管的位置，如直管段（流体向上流动）或水平管段。

2、安装点应选择上游大于10倍直管径、下游大于5倍直管径以内无任何阀门、弯头、变径等均匀的直管段，安装点应充分远离阀门、泵、高压电和变频器等干扰源。

3、避免安装在管道系统的至高点或带有自由出口的竖直管道上（流体向下流动）

4、对于开口或半满管的管道，流量计应安装在U型管段处。

5、两个传感器必须安装在管道周面的水平方向上，并且在轴线水平位置±45°范围内安装，以防止上部有不满管、气泡或下部有沉淀等现象影响传感器正常测量。如果受安装地点空间的限制而不能水平对称安装时，可在保证管内上部分无气泡的条件下，垂直或有倾角地安装传感器。

仪表井施工要求

        如现场传感器需要安装在仪表井里时，就必须需要有一定的安装空间，以便于人能直立工作，即管壁到墙壁之间的距离至少600mm以上，即宽度W>（D+700×2）mm，仪表井轴向宽度L>D+1200mm，安装传感器时，应避开法兰、焊缝、变径，并尽量安装在管道轴线水平位置±45°范围内。

外缚式传感器的安装方法

外缚式传感器共有五种型号可供选择：

安装距离

        外敷式传感器安装间距以两传感器的内边缘距离为准（参见安装示意图），间距的计算方法是首先在菜单中输入所需的参数以后，查看窗口M25所显示的数字，并按此数据安装传感器。

安装方式

        外敷式传感器的安装方式共有四种。分别是V法、Z法、N法和W法。DN200以下的管道可优先选用V法，无信号或信号质量差时刻选用Z法，DN200以上的管道或者铸铁管时应优先选用Z法，N法和W法是较少使用的方法，通常适合DN50mm以下的细管道安装。

V 法

        一般情况下，V法是比较标准的安装方法，使用方便、测量准确，安装时两传感器水平对齐，其中心线与管道轴线水平即可，可测管径范围约DN15mm-DN400mm。

Z 法

        Z法是很常用的安装方法，特点是超声波在管道中直接传输，无反射（称为单声程），信号衰减损耗很小。Z法可测管径范围为100mm-6000mm。现场实际安装时，简易200mm以上的管道都要选用Z法（这样测得信号极大）。

安装步骤

         1、接线（如图）信号电缆的屏蔽线可悬空不接，不要与正、负极（红、黑线）短路；

        2、密封防水，接好线后必须用密封胶（耦合剂）注满，盖好盖后，必须将传感器屏蔽线缆进线孔拧好锁紧，以防进水；

         3、安装传感器，使用角磨机将欲安装传感器的区域抛光，除掉锈迹油漆或防锈层，并用干净抹布蘸丙酮或酒精擦去油污和灰尘，然后在欲安装传感器的中心周围管壁涂上足够的耦合剂，再把传感器紧贴在管壁上并捆绑好，夹具（不锈钢带）应固定在传感器的中心部分，使之受力均匀；注意传感器和管壁之间不能有空气泡和沙砾。

插入式传感器的安装方法

现场安装使用的专用开孔工具，可以在带压不停水的情况下在被测管道上打孔安装，使传感器和被测介质直接接触从而实现流量的测量，并保证了生产正常稳定的运行、无压力损失等特点，日后维护也无需停水；

插入式传感器共有三种型号可供选择：

插入式传感器图

        对于除钢和不锈钢外等不可直接焊接的管道，如铸铁、玻璃钢、PVC、水泥等需配备厂家制作的专用管箍方可安装，如用户订货时遇到此类型情况，请告知厂家待安装管道的精确外径，以防漏水。

安装工具

        安装插入式传感器需要本公司提供的专用开孔定位工具、400W手电钻（可高层调速）、扳手及改锥等工具。

安装距离

        插入式传感器安装间距以两传感器的中心沿管轴方向的距离为准（详见示意图），间距的计算方法是首先在菜单中输入所需的参数以后，查看窗口25所显示的数字或“内径-9.113mm”，并按此数据安装传感器。

安装方式

        插入式传感器安装方式只有一种，即Z法，通常管径在DN80mm以上都可使用。

安装步骤

1.安装点定位

        将管道参数输入主机，计算出安装距离L（L=内径-9.113mm）,然后根据安装距离定出两个传感器的位置（两个传感器一定要保证在同一轴面上），安装距离为两个传感器的中心距。

        一、制作定位纸：取一条长4D（D为管径），宽200mm(或D)的矩形纸带（根据现场情况，可以用防湿、防腐蚀的材料代替纸带），在距边缘约100mm处划一条线；

二、将定位纸缠绕在表面已清理干净的管道上，注意必须把纸两边互相重合对齐，才能使所划的线与管轴相平行；

三、延长定位纸上的直线在管道上划一直线，所划直线与定位纸一边缘相交点为A；

2.焊接球阀底座

        对于可焊接管材（如钢、不锈钢等）只需将球阀底座直接焊在管道外壁上（不锈钢管材需焊接不锈钢底座，订货时请注明）。焊前必须将焊点附近的管道表面处理干净，除掉锈迹油漆，如有防锈层的也应去掉，并用抹布蘸丙酮或酒精擦去油污和灰尘，然后焊接即可，但必须保证球阀底座中心点与A和B两点重合，焊接时注意一定不要夹杂气孔，以防漏水，甚至断裂。

        对于不可直焊接管材（如铸铁、水泥管等），需采用定制的专用管箍固定（带密封用胶垫），球阀底座已事先焊在管箍上，将管箍直接紧固到被测管道上，保证球阀底座中心点与A和B两点重合，然后将球阀紧固在已焊有底座管箍上，一定要密封好。

3.钻孔

        将开孔器密封护套与特制球阀外螺纹连接，拧紧后，打开球阀，推动钻杆直至与管道外壁接触，将手电钻与钻杆接好锁紧，接通电源，开始钻孔，在钻孔过程中电钻保持低速转速不要过快，以免卡钻，甚至钻头折断，钻透后，拔出钻杆直到开孔器钻头的前端退至球阀芯后，关上球阀，卸下开孔器。

检查安装

        安装的好坏直接关系到流量值是否准确、流量计是否能长时间可靠的运行。所以需要进行下列的检查，以确保得到很好的测量结果并使流量计长时间可靠的运行：

信号强度

        信号强度（M90中显示）是指上下游两个方向传感器接收信号的强度。信号强度使用00.0-99.9的数字表示相对的信号强度。对于外夹式传感器安装时应尽量调整传感器的位置和检查耦合剂是否充分，确保得到很大的信号强度。（系统能正常工作的条件是两个方向上的信号强度大于60.0）。

信号质量（Q值）

        信号质量简称Q值（M90中显示）是指接收信号的好坏程度。一般要求在60.0以上，越大越好。

传输时间比

        传输时间比（M91中显示）用于确认传感器安装间距是否正确。在安装正确的情况下传输比应为100±3。传输时间比可以在M91中进行查看，尽量调到接近100.

        当传输比超过100±3的范围时，应检查参数（管外径、壁厚、管材、衬里等）输入是否正确、传感器的安装距离是否与M25中所显示的数据一致、传感器是否安装在管道的同一轴面上、是否存在太厚的结垢、安装点的管道是否椭圆变形等。

串口及通讯协议

        新一代YKTDS-100系列产品本身带有隔离的RS485接口，可以同时支持多种常用的通讯协议，包括MODBUS协议、M-BUS、FUJI扩展协议、并兼容其他产品通讯协议。

        MODBUS协议是常规的工控常用协议。MODBUS的两种格式RTU和ASCII都能支持。M-BUS是国际上常用热表计量协议，使用该协议用户在M63菜单中选择“MODBUS ASCII“选项后再选择协议中的任意一种即可。

        使用各种组态软件自带的标准的MODBUS驱动程序可以方便地把YKTDS-100连接到数据采集中。通过使用MODBUS-PROFIBUS转换器，也可以方便地把YKTDS-100连接到PROFIBUS总线中。

        YKTDS-100系列产品还能够起到简易RTU设备的作用，可使用电流环及OCT输出控制步进式或模拟式电磁阀的开度，OCT输出可控制其他设备的上下电，其1路模拟输入可用来输入压力、温度等信号。在网络环境中使用时，除标识地址码的编程需使用串口或并口操作键盘外，其他各个量的操作均可在上位机上进行。数据的传输采用命令应答方式，即上位机发出命令，流量计做出相应的回答。

        流量数据采集可以使用本公司研制开发的通用流量/热量数据监控系统，该系统基于YKTDS-100流量计的特点，充分利用了流量计特色的软硬件设计，具有投资少、系统简单明快、运行可靠等的特点。