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TDS-100H手持式超声波流量计使用说明书 2010版

2016-11-20 17:55:18 来源：金水华禹

TDS-100H手持式超声波流量计
使用说明书
2010版
潍坊金水华禹信息科技有限公司
一概　述 1
§1.1 引言 1
§1.2 工作原理 1
§1.3 主板电气原理框图 2
§1.4 特点 2
§1.5 性能参数 3
§1.6 用途 4
二产品介绍 5
§2.1 变送型超声波流量计/热量计 5
§2.2 经济型超声波流量变送器 6
§2.3 超声波流量/热量变送模块 7
§2.4 固定分体式超声波流量计/热量计 8
§2.5 一体管段式超声波流量计/热量计 9
三本地显示及操作 11
§3.1 本地段式LCD显示及操作 11
§3.2 本地LCD显示器显示内容一览表 12
§3.3 本地显示状态代码及故障判断 12
四并口及串口键盘显示及操作 14
§4.1 并口键盘 14
§4.2 串口键盘 14
§4.3 按键功能 14
§4.4 窗口操作 14
§4.5 菜单分类 16
§4.6 菜单一览表 16
§4.7 菜单窗口详解 19
§4.8 菜单设置特别说明 44
五传感器安装 46
§5.1 开箱检查 46
§5.2 供电电源及电缆线 46
§5.3 安装必备条件 46
§5.4 快速输入管道参数步骤 48
§5.5 外缚式传感器的安装方法 50
§5.6 插入式传感器的安装方法 52
§5.7 管段式传感器的安装方法 56
§5.8 用户自备外缚传感器参数及其输入 59
§5.9 通电 59
§5.10检查安装 59
六热量测量 61
§6.1概述 61
§6.2 PT100电阻的接线 61
§6.3有关温度测量的一些菜单说明 61
§6.4温度测量子系统的标定 62
§6.5有关热量测量量值的输出 63
七故障解析 63
八  串口及通讯协议 66
九  输入输出回路及其使用 67
§9.1怎样使用4-20mA电流环输出 67
§9.2怎样输出模拟电压信号 68
§9.3这样使用频率信号输出 68
§9.4怎样输出累积脉冲 68
§9.5怎样产生输出报警信号 68
§9.6怎样使用蜂鸣器 69
§9.7怎样使用OCT输出 69
§9.8怎样使用继电器输出 70
§9.9怎样连接压力信号和液位信号（模拟输入） 70
§9.10模拟输入的校准 70
§9.11联网时模拟输入量的读取 71
十  质量保证及服务维修支持 72
§10.1质量保证 72
§10.2公司服务 72
§10.3产品升级 72
§10.4技术咨询 72
十一   附  录 73
§11.1常用液体声速和粘度 73
§11.2常用材料声速 73
§11.3水中声速表（1标准大气压下） 74

  概　述

§1.1 引言

欢迎您使用潍坊金水华禹信息科技有限公司研制生产的新一代TDS-100系列超声波流量计/超声波热量计/流量变送器。
新一代TDS-100系列超声波流量计/超声波热量计/流量变送器是在TDS-100第七版及第十一版超声波流量计的基础上，集11年*生产制造超声波流量计的技术与经验，采用TI的MSP430FG4618低功耗单片机，*新开发的高性能、低价格、可靠性好、功能强大的全新系列产品。新产品无论在测量精度、测量稳定性、通讯协议、使用方便性等方面都较原第7版超声波流量计有了很大的提高。同时实现了生产过程中元器件参数无调整化，生产工艺更简单更可靠，产品一致性好，从而保证每一台出厂产品都达到*佳性能。
在软件操作菜单上继续延用第七版超声波流量计友好的用户界面，只是个别菜单的功能做了改动或增加，保证了公司的老用户非常简单容易的掌握。
新一代TDS-100系列超声波流量计/超声波热量计/变送器目前有四个不同式样的主板版本供用户选用，这四个版本分别称为第十二版、第十三版、第十四版和第十五版，简称为TDS12，TDS13，TDS14，TDS15。
本说明书适用于TDS-100Z（变送型，TDS12主板）、TDS-100M（模块型，TDS13主板）、TDS-100S（简易变送型，TDS14主板）、TDS-100F（固定分体式，TDS13主板、TDS15主板）、TDS-100Y（固定一体式，TDS12主板、TDS13主板或TDS14主板）等型号的产品。并对产品的安装、操作及通讯进行详细介绍。
使用产品前请详细阅读本说明书及核对产品出厂编号和电子序列号（第61号窗口）是否一致。公司出厂每台产品都使用唯一的8位电子序列号（ESN），具体编码规则如下：

§1.2 工作原理

当超声波束在液体中传播时，液体的流动将使传播时间产生微小变化，其传播时间的变化正比于液体的流速，零流量时，两个传感器发射和接收声波所需的时间完全相同（唯一可实际测量零流量的技术），液体流动时，逆流方向的声波传输时间大于顺流方向的声波传输时间。其关系符合下面表达式：

§1.3 主板电气原理框图

§1.4 特点

新一代的TDS-100系列超声波流量计/超声波热量计/流量变送器继承了原有产品的优点外，同时还具有以下特点：
(1) 每个周期采样次数提高到了128次（第七版流量计每个周期采集50次），测量结果更稳定，能够满足绝大多数清水和污水以及多种化学液体的流量测量需求，甚至含有大量悬浮物的纸浆也可以测量。
(2) 使用了电气隔离的直流电源供电，使主机可靠性和抗干扰性大大提高。在变频和高压条件下可以更稳定的工作。对于主机单独工作，又不具备24V电源的应用场合，用户可以选用一市售功率为2W左右的24V电源适配器（或我公司提供的串口键盘操作显示器）给主机供电。对于现场无电源的情况，用户可以选用15W的太阳能电池板配接12V/30AH铅酸电池组可以实现连续一周时间阴天的连续供电。
(3) 测量主机板上都带有标准的隔离RS-485接口，能够同时支持MODBUS，M-BUS两种标准协议，并完全兼容原7版流量计协议以及汇中公司产的多种流量计水表协议。
(4) 测量主板上都带有一个串行扩展总线接口，用户可以选用各种功能扩展模块进行功能扩展。可扩展功能有4～20mA电流环输出、频率信号输出、大容量数据记录、热敏打印机等功能。
(5) 测量主板可以使用多种不同接口的键盘显示器进行操作及设参。一种是插接在主板并口上的并行键盘显示器，一种是挂接RS485上的串口键盘显示器。当使用挂接在RS485接口的键盘显示器时，测量主机（详见第四章并口及串口键盘显示及操作）可以安装或者放置在测量现场。而RS485接口的键盘显示器可以安装在远至1KM之外仪表控制室中。具有抗干扰性强、工作可靠、节省传感器信号电缆等特点。同时带有RS485的串口键盘显示器还能够为现场主机提供工作电源。
(6) 主板（TDS15除外）都具有一个96段LCD数段式显示器。能够显示数十个常用测量数值及仪表参数。参数设置完成以后，主板可以单独工作，而不再需要键盘显示器。用户可以使用主板的按键翻查数段式显示器。
(7) 主板（TDS14除外）具有两路三线制PT100铂电阻输入电路，接入铂电阻就成为一个完整的超声波热量计。同时增加了温差灵敏度功能，防止长期低流速或者低温差时热量的无效累积。
(8) 主板（TDS14除外）具有三路模拟输入回路。可输入压力、液位等物理量，作为简易RTU使用。
(9) 软件操作窗口增加了一个故障计时器（位于菜单M+9），当仪表不能正常计量时，时间值就会增加。
(10) 具有多达8种不同的语言界面供选用。
(11) 主板可以适用任何类型的传感器，包括外缚式，插入式，π型管段式，标准管段式。一体式标准管段传感器的管道参数以及标定参数全部由生产厂家输入完成，用户不再需要输入任何参数，只要接通电源流量计就可以工作。

§1.5 性能参数

项目		性能、参数
测量主机（一次表）	准确度	1.0%
	重复性	0.2%
	*大流速	64m/s
	测量周期	500mS（每秒2次，每个周期采集128组数据）
	测量原理	超声波时差原理，4字节IEEE754浮点运算
	显示接口	可连接2×10背光型汉字或者2×20字符型液晶显示器
	操作	外接16键轻触键盘以及PC计算机设参软件
	输入	3路4~20mA输入可选，准确度0.1%，可输入压力、液位、温度等信号，也可以作为数字接口使用。
		两路三线制PT100铂电阻输入回路，可实现热量计量功能（焓差法）
	输出	电流信号（可选模块）：4~20mA，阻抗600Ω浮空，准确度0.1%。频率信号（可选模块）：1~9999Hz之间任选，OCT输出。脉冲信号：正、负、净流量及热量累计脉冲，双路OCT输出（其中1路脉冲宽度6~1000ms间可编程，默认200ms）。报警信号：双路OCT输出，可选近20种源信号。数据接口：隔离RS485串行接口。
	通讯协议	MODBUS协议、MBUS协议、FUJI扩展协议（兼容汇中公司流量计及水表通讯协议），推荐使用MODBUS-RTU协议或者MODBUS-ASCII协议
	其它功能	自动记忆前64日、前32个月、前2年的累积流量和工作状态；自动记忆前16次上、断电时间和流量并可实现自动或手动补加；可编程定量控制器（可使用外部输入信号或MODBUS指令启动）； 1个双向串行接口可连接多个如4~20mA、数据记录器等外部设备；工作参数可固化到机内的FLASH存储器中，上电时自动调出；用户能够通过E-mail传送来的代码文件实现软件升级故障自诊断功能。故障时间计时器。
	工作电流	50mA（不连接键盘显示和蜂鸣器不响的条件下）
	备用电流	使用CR2032，在24VDC断电条件下保持10万小时数据不丢失
	环境温度	-10℃~70℃（大于此温度范围要求请与厂家联系）
	工作时间	连续
	版本号	TDS12	TDS13	TDS14	TDS15
	电源	24VDC	8~30VDC	24VDC	85~264VAC/24VDC
	尺寸（mm）	Φ84	116×62	92×36	150×95
传感器	外缚式	标准S1型，适用管径DN15~100mm 标准M1型，适用管径DN50~700mm 标准L1型，适用管径DN300~6000mm 高温S1H型，适用管径DN15~100mm 高温M1H型，适用管径DN50~700mm 其它厂家的传感器
	插入式	测量管道材质不限（不停产安装）适用于管径DN80以上。
	管段式	π型管段式：适用于管径DN25~DN40，整机测量精度±0.5% 标准管段式：适用于管径DN50~DN1000，整机测量精度±0.5%
	信号电缆	专用SEYV75-2屏蔽双绞线缆，出厂标配5米，特定场合单根可加长于500米（不推荐）。
	防护等级	IP68（可浸水工作）
可测管道	管材	钢、不锈钢、铸铁、PVC、铜、铝、水泥管等一切质地密致管道，允许有衬里。
	衬材	环氧沥青、橡胶、灰浆、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酯、聚乙烯、硬质橡胶、胶木、聚四氟乙烯。
	内径	15mm~6000mm（π型管段式内径可小至2毫米）
	直管段长度	上游≧10D，下游≧5D，距泵出口处≧30D。
可测管道	种类	水、海水、酸碱液、食物油、汽、煤、柴油、原油、酒精、啤酒等能传播超声波的均匀液体。
	浊度	≦20000ppm，污水测时效果好，绝大多数污水管道可稳定测量。
	温度	-40℃~160℃
	流向	可对正反向流量分别计量，并可计量净流量。

§1.6 用途

可广泛应用于石油化工、冶金、电力、水利、自来水公司、能源监测等几乎所有液体的在线计量与系统监测，实现各类流体的流速、流量、累积量的计量与检测及流量开关、流体辨别等功能。

二产品介绍

新一代TDS-100超声波流量计/超声波热量计/超声波变送器由测量主板、功能扩展模块及远程显示操作终端等部分组成。用户可根据自身的需求选用合适的配置。*简易的配置只需一块测量主板和一付传感器就可以完成流量计量功能。

§2.1 变送型超声波流量计/热量计

TDS-100Z变送型超声波流量计/热量计是将TDS12主板封装在一个密封浸水型铸铝壳体内组成一个完整的现场主机，工作电源为单一直流24VDC（08年下半年更改为8~36VDC），标准隔离RS485输出。现场测量主机（一次表）可以焊接在被测管道上或者是挂在测试井壁上。也可以通过带有RS485接口的键盘操作显示器（二次表）设置参数或连接到远1KM之外仪表控制室中。同时二次表（220VAC或24VDC）还能够同时为现场主机提供工作电源。具有造价低、抗干扰性好、工作可靠等特点。

§2.1.1 装箱单（以配外缚M1传感器，无二次表，仅实现流量测试为例）

1	测量主机（本地一次表）	1台	2	标准M1型传感器	1付
3	传感器夹具	1付	4	传感器线缆	5米×2
5	冷压端子	1套	6	电源及RS485通讯线	5米
7	耦合剂	2盒	8	合格证	1份
9	说明书	1本	10	装箱单	1份