一 概 述
§1.1 引 言
歡迎您使用我公司研制生產(chǎn)的新一代UFT系列西安超聲波流量計/超聲波熱量計/流量變送器。
新一代UFT系列超聲波流量計/超聲波熱量計/流量變送器是在UFT第七版及第十一版超聲波流量計的基礎(chǔ)上，集11年專業(yè)生產(chǎn)制造超聲波流量計的技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)，采用TI的MSP430FG4618低功耗單片機(jī)，.新開發(fā)的高性能、低價格、可靠性好、功能強(qiáng)大的全新系列產(chǎn)品。新產(chǎn)品無論在測量精度、測量穩(wěn)定性、通訊協(xié)議、使用方便性等方面都較原第7版超聲波流量計有了很大的提高。同時實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過程中元器件參數(shù)無調(diào)整化，生產(chǎn)工藝更簡單更可靠，產(chǎn)品一致性好，從而保證每一臺出廠產(chǎn)品都達(dá)到.佳性能。
在軟件操作菜單上繼續(xù)延用第七版超聲波流量計友好的用戶界面，只是個別菜單的功能做了改動或增加，保證了公司的老用戶非常簡單容易的掌握。
新一代UFT系列超聲波流量計/超聲波熱量計 /變送器目前有四個不同式樣的主板版本供用戶選用，這四個版本分別稱為第十二版、第十三版、第十四版和第十五版，簡稱為UFT12，UFT13，UFT14，UFT15。
本說明書適用于 變送型(UFT12主板)、模塊型(UFT13主板）、簡易變送型(UFT14主板）、固定分體式(UFT13主板、UFT15主板）、固定一體式(UFT12主板、UFT13主板或UFT14主板）等型號的產(chǎn)品。并對產(chǎn)品的安裝、操作及通訊進(jìn)行詳細(xì)介紹。
§1.2 工作原理
當(dāng)超聲波束在液體中傳播時，液體的流動將使傳播時間產(chǎn)生微小變化，其傳播時間的變化正比于液體的流速，零流量時，兩個傳感器發(fā)射和接收聲波所需的時間相同（..可實(shí)際測量零流量的技術(shù)），液體流動時，逆流方向的聲波傳輸時間大于順流方向的聲波傳輸時間。其關(guān)系符合下面表達(dá)式：
1.3 主板電氣原理框圖
1.4 特點(diǎn)
新一代的UFT系列超聲波流量計/超聲波熱量計/流量變送器繼承了原有產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)外，同時還具有以下特點(diǎn)：
(1) 每個周期采樣次數(shù)提高到了128次(第七版流量計每個周期采集50次) ，測量結(jié)果更穩(wěn)定，能夠滿足絕大多數(shù)清水和污水以及多種化學(xué)液體的流量測量需求，甚至含有大量懸浮物的紙漿也可以測量。
(2) 使用了電氣隔離的直流電源供電，使主機(jī)可靠性和抗干擾性大大提高。在變頻和高壓條件下可以更穩(wěn)定的工作。對于主機(jī)單獨(dú)工作，又不具備24V電源的應(yīng)用場合，用戶可以選用一市售功率為2W左右的24V電源適配器(或我公司提供的串口鍵盤操作顯示器) 給主機(jī)供電。對于現(xiàn)場無電源的情況，用戶可以選用15W的太陽能電池板配接12V/30AH鉛酸電池組可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)一周時間陰天的連續(xù)供電。
(3) 測量主機(jī)板上都帶有標(biāo)準(zhǔn)的隔離RS-485接口，能夠同時支持MODBUS，M-BUS兩種標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，并兼容原7版流量計協(xié)議以及匯中公司產(chǎn)的多種流量計水表協(xié)議。
(4) 測量主板上都帶有一個串行擴(kuò)展總線接口，用戶可以選用各種功能擴(kuò)展模塊進(jìn)行功能擴(kuò)展。可擴(kuò)展功能有4～20mA電流環(huán)輸出、頻率信號輸出、大容量數(shù)據(jù)記錄、熱敏打印機(jī)等功能。
(5) 測量主板可以使用多種不同接口的鍵盤顯示器進(jìn)行操作及設(shè)參。一種是插接在主板并口上的并行鍵盤顯示器，一種是掛接RS485上的串口鍵盤顯示器。當(dāng)使用掛接在RS485接口的鍵盤顯示器時，測量主機(jī)(詳見第四章 并口及串口鍵盤顯示及操作) 可以安裝或者放置在測量現(xiàn)場。而RS485接口的鍵盤顯示器可以安裝在遠(yuǎn)至1KM之外儀表控制室中。具有抗干擾性強(qiáng)、工作可靠、節(jié)省傳感器信號電纜等特點(diǎn)。同時帶有RS485的串口鍵盤顯示器還能夠?yàn)楝F(xiàn)場主機(jī)提供工作電源。
(6) 主板(UFT15除外) 都具有一個96段LCD數(shù)段式顯示器。能夠顯示數(shù)十個常用測量數(shù)值及儀表參數(shù)。參數(shù)設(shè)置完成以后，主板可以單獨(dú)工作，而不再需要鍵盤顯示器。用戶可以使用主板的按鍵翻查數(shù)段式顯示器。
(7) 主板(UFT14除外) 具有兩路三線制PT100鉑電阻輸入電路，接入鉑電阻就成為一個完整的超聲波熱量計。同時增加了溫差靈敏度功能,防止長期低流速或者低溫差時熱量的無效累積。
(8) 主板(UFT14除外) 具有三路模擬輸入回路。可輸入壓力、液位等物理量，作為簡易RTU使用。
(9) 軟件操作窗口增加了一個故障計時器(位于菜單M+9) ，當(dāng)儀表不能正常計量時，時間值就會增加。
(10) 具有多達(dá)8種不同的語言界面供選用。
(11) 主板可以適用任何類型的傳感器，包括外縛式，插入式，π型管段式，標(biāo)準(zhǔn)管段式。一體式標(biāo)準(zhǔn)管段傳感器的管道參數(shù)以及標(biāo)定參數(shù)全部由生產(chǎn)廠家輸入完成，用戶不再需要輸入任何參數(shù)，只要接通電源流量計就可以工作。
§1.5 性能參數(shù)
| 項(xiàng)目 | 性能/參數(shù) | ||||
| 測 量 主 機(jī) | 準(zhǔn)確度 | 1.0 % | |||
| 重復(fù)性 | 0.2% | ||||
| .大流速 | 64m/s | ||||
| 測量周期 | 500mS (每秒2次，每個周期采集128組數(shù)據(jù)) | ||||
| 測量原理 | 超聲波時差原理，4字節(jié)IEEE754浮點(diǎn)運(yùn)算 | ||||
| 顯示接口 | 可連接2×10背光型漢字或者2×20字符型液晶顯示器 | ||||
| 操作 | 外接16鍵輕觸鍵盤以及PC計算機(jī)設(shè)參軟件 | ||||
| 輸入 | 3路4-20mA輸入可選，準(zhǔn)確度0.1% ，可輸入壓力、液位、溫度等信號，也可以作為數(shù)字接口使用 | ||||
| 兩路三線制PT100鉑電阻輸入回路，可實(shí)現(xiàn)熱量計量功能（焓差法） | |||||
| 輸出 | 電流信號 (可選模塊)：4-20mA, 阻抗600Ω浮空，準(zhǔn)確度0.1% 。 頻率信號 (可選模塊)：1-9999Hz之間任選，OCT輸出。 脈沖信號：正、負(fù)、凈流量及熱量累計脈沖，雙路OCT輸出 (其中1路脈沖寬度6~1000ms間可編程，默認(rèn)200ms) 。 報警信號：雙路OCT輸出，可選近20種源信號。 數(shù)據(jù)接口：隔離RS485串行接口。 | ||||
| 通訊協(xié)議 | MODBUS協(xié)議、MBUS協(xié)議、FUJI擴(kuò)展協(xié)議，推薦使用MODBUS-RTU協(xié)議或者MODBUS-ASCII協(xié)議 | ||||
| 其它功能 | 自動記憶前64日、前32個月、前2 年的累積流量和工作狀態(tài)；自動記憶前16次上、斷電時間和流量并可實(shí)現(xiàn)自動或手動補(bǔ)加； 可編程定量控制器（可使用外部輸入信號或MODBUS指令啟動）； 1個雙向串行接口可連接多個如4~20mA、數(shù)據(jù)記錄器等外部設(shè)備； 工作參數(shù)可固化到機(jī)內(nèi)的FLASH存儲器中，上電時自動調(diào)出； 用戶能夠通過傳送來的代碼文件實(shí)現(xiàn)軟件升級 故障自診斷功能。 故障時間計時器。 | ||||
| 工作電流 | 50mA (不連接鍵盤顯示和蜂鳴器不響的條件下) | ||||
| 備用電池 | 使用CR2032，在24VDC斷電條件下保持10萬小時數(shù)據(jù)不丟失 | ||||
| 環(huán)境溫度 | -10℃～70℃ (大于此溫度范圍要求請與廠家聯(lián)系) | ||||
| 工作時間 | 連續(xù) | ||||
| 版 本 號 | UFT12 | UFT13 | UFT14 | UFT15 | |
| 電 源 | 24VDC | 8~30VDC | 24VDC | 85~264VAC/24VDC | |
| 尺寸(mm) | Φ84 | 116×62 | 92×36 | 150×95 | |
| 傳感器 | 外縛式 | 標(biāo)準(zhǔn)S1型，適用管徑DN15～100mm 標(biāo)準(zhǔn)M1型，適用管徑DN50～700mm 標(biāo)準(zhǔn)L1型，適用管徑DN300～6000mm 高溫S1H型，適用管徑DN15～100mm 高溫M1H型，適用管徑DN50～700mm 其它廠家的傳感器 | |||
| 插入式 | 測量管道材質(zhì)不限（不停產(chǎn)安裝）適用于管徑DN80以上。 | ||||
| 管段式 | π型管段式：適用于管徑DN25-DN40，整機(jī)測量精度±0.5% 標(biāo)準(zhǔn)管段式：適用于管徑DN50～DN1000，整機(jī)測量精度±0.5% | ||||
| 信號電纜 | 專用SEYV75-2屏蔽雙絞線纜，出廠標(biāo)配5米，特定場合單根可加長至500 米（不推薦）。 | ||||
| 防護(hù)等級 | IP68(可浸水工作) | ||||
| 可測管道 | 管材 | 鋼、不銹鋼、鑄鐵、PVC、銅、鋁、水泥管等一切質(zhì)地密致管道，允許有襯里。 | |||
| 襯材 | 環(huán)氧瀝青、橡膠、灰漿、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酯、聚乙烯、硬質(zhì)橡膠、膠木、聚四氟乙烯。 | ||||
| 內(nèi)徑 | 15mm～6000mm（π型管段式內(nèi)徑可小至2毫米） | ||||
| 直管段長度 | 上游≥10D，下游≥5D，距泵出口處≥30D。 | ||||
| 測量介質(zhì) | 種 類 | 水、海水、酸堿液、食物油、汽、煤、柴油、原油、酒精、啤酒等能傳播超聲波的均勻液體。 | |||
| 濁 度 | ≤20000 ppm，污水測量效果好，絕大多數(shù)污水管道可穩(wěn)定測量。 | ||||
| 溫 度 | -40℃～160℃ | ||||
| 流 向 | 可對正反向流量分別計量，并可計量凈流量。 | ||||
§1.6 用途
可廣泛應(yīng)用于石油化工、冶金、電力、水利、自來水公司、能源監(jiān)測等幾乎所有液體的在線計量與系統(tǒng)監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)各類流體的流速、流量、累積量的計量與檢測及流量開關(guān)、流體辨別等功能。
二 產(chǎn)品介紹
新一代UFT超聲波流量計/超聲波熱量計/超聲波變送器由測量主板、功能擴(kuò)展模塊及遠(yuǎn)程顯示操作終端等部分組成。用戶可根據(jù)自身的需求選用合適的配置。.簡易的配置只需一塊測量主板和一付傳感器就可以完成流量計量功能。
§2.1 變送型超聲波流量計/熱量計
UFT變送型超聲波流量計/熱量計是將UFT12主板封裝在一個密封浸水型鑄鋁殼體內(nèi)組成一個完整的現(xiàn)場主機(jī)，工作電源為單一直流24VDC(08年下半年更改為8-36VDC)，標(biāo)準(zhǔn)隔離RS485輸出。現(xiàn)場測量主機(jī)（一次表）可以焊接在被測管道上或者是掛在測試井壁上。也可以通過帶有RS485接口的鍵盤操作顯示器（二次表）設(shè)置參數(shù)或連接到遠(yuǎn)至1KM之外儀表控制室中。同時二次表（220VAC或24VDC）還能夠同時為現(xiàn)場主機(jī)提供工作電源。具有造價低、抗干擾性好、工作可靠等特點(diǎn)。
§2.1.1 可選配件
⑴外縛式傳感器（標(biāo)準(zhǔn)L1型、標(biāo)準(zhǔn)M1型、標(biāo)準(zhǔn)S1型、高溫S1H型、高溫M1H型）
⑵插入式傳感器（標(biāo)準(zhǔn)插入B型、水泥插入B型）
⑶管段式傳感器（π型管段式、標(biāo)準(zhǔn)管段式）
⑷遠(yuǎn)端二次操作儀表（壁掛式、盤裝式）
⑸PT100三線制鉑電阻（用于實(shí)現(xiàn)熱量計量功能）
⑹管箍（用于鑄鐵、玻璃鋼、PVC等不可以直接焊接被測管材的插入傳感器安裝）
⑺SEYV75-2型專用雙絞屏蔽電纜
⑻電源及RS485四芯電纜
⑼本地測量主機(jī)支柱（用于將一次表焊接在被測管道上）
⑽超聲波測厚儀（用于測量管道壁厚，減少人為誤差，提高測量精度）
§2.1.2 接線圖及外形尺寸圖：
§2.2 經(jīng)濟(jì)型超聲波流量變送器
UFT經(jīng)濟(jì)型超聲波流量計是將UFT14主板（UFT12、UFT13主板的簡化版）封裝到一個密閉殼體中。工作電源為單一隔離24VDC，標(biāo)準(zhǔn)隔離RS485輸出，只保留了流量測量功能，其它如模擬輸入、模擬輸出等功能需要通過板上的串行擴(kuò)展接口外掛功能擴(kuò)展板才能實(shí)現(xiàn)。UFT14主板除適合做成低成本流量變送器外，還適合做為多通道超聲波計的一個通道板。
§2.2.1 可選配件
⑴外縛式傳感器（標(biāo)準(zhǔn)L1型、標(biāo)準(zhǔn)M1型、標(biāo)準(zhǔn)S1型、高溫S1H型、高溫M1H型）
⑵插入式傳感器（標(biāo)準(zhǔn)插入B型、水泥插入B型）
⑶管段式傳感器（π型管段式、標(biāo)準(zhǔn)管段式）
⑷遠(yuǎn)端二次操作儀表（壁掛式、盤裝式）
⑸管箍（用于鑄鐵、玻璃鋼、PVC等不可以直接焊接被測管材的插入傳感器安裝）
⑹SEYV75-2型專用雙絞屏蔽電纜
⑺電源及RS485四芯電纜
⑻ 超聲波測厚儀（用于測量管道壁厚，減少人為誤差，提高測量精度）
§2.2.2 主板尺寸圖 (92x36mm)：
§2.3 超聲波流量/熱量變送模塊
UFT型超聲波流量/熱量模塊（UFT13）是在我公司的第十一版超聲波變送器模塊的基礎(chǔ)上研發(fā)的。將UFT13主板裝在一個標(biāo)準(zhǔn)的帶軌道安裝的塑料殼體內(nèi)，不連接鍵盤操作顯示器可獨(dú)立工作，既可以作為單個獨(dú)立的超聲波流量計/熱量計工作，也可以多個組合完成管網(wǎng)區(qū)域流量或熱量計量，同時也可以多個模塊組合成一臺多聲道超聲波流量計/熱量計，具有體積小、重量輕、價格低等特點(diǎn)，特別適合于系統(tǒng)集成商的配套工程使用，是水利及供熱系統(tǒng)等聯(lián)網(wǎng)監(jiān)控項(xiàng)目的..流量以及熱量測量儀表。
