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(jì)/超聲波熱量計(jì)/流量變送器。
新一代UFT系列超聲波流量計(jì)/超聲波熱量計(jì)/流量變送器是在UFT第七版及第十一版超聲波流量計(jì)的基礎(chǔ)上，集11年專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)制造超聲波流量計(jì)的技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)，采用TI的MSP430FG4618低功耗單片機(jī)，.新開(kāi)發(fā)的高性能、低價(jià)格、可靠性好、功能強(qiáng)大的全新系列產(chǎn)品。新產(chǎn)品無(wú)論在測(cè)量精度、測(cè)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(jì)有了很大的提高。同時(shí)實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過(guò)程中元器件參數(shù)無(wú)調(diào)整化，生產(chǎn)工藝更簡(jiǎn)單更可靠，產(chǎn)品一致性好，從而保證每一臺(tái)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(jì)友好的用戶界面，只是個(gè)別菜單的功能做了改動(dòng)或增加，保證了公司的老用戶非常簡(jiǎn)單容易的掌握。
新一代UFT系列超聲波流量計(jì)/超聲波熱量計(jì) /變送器目前有四個(gè)不同式樣的主板版本供用戶選用，這四個(gè)版本分別稱(chēng)為第十二版、第十三版、第十四版和第十五版，簡(jiǎn)稱(chēng)為UFT12，UFT13，UFT14，UFT15。
本說(shuō)明書(shū)適用于 變送型(UFT12主板)、模塊型(UFT13主板）、簡(jiǎn)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(hào)的產(chǎn)品。并對(duì)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(shí)，液體的流動(dòng)將使傳播時(shí)間產(chǎn)生微小變化，其傳播時(shí)間的變化正比于液體的流速，零流量時(shí)，兩個(gè)傳感器發(fā)射和接收聲波所需的時(shí)間相同（..可實(shí)際測(cè)量零流量的技術(shù)），液體流動(dòng)時(shí)，逆流方向的聲波傳輸時(shí)間大于順流方向的聲波傳輸時(shí)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(jì)/超聲波熱量計(jì)/流量變送器繼承了原有產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)外，同時(shí)還具有以下特點(diǎn)：
(1) 每個(gè)周期采樣次數(shù)提高到了128次(第七版流量計(jì)每個(gè)周期采集50次) ，測(cè)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(cè)量需求，甚至含有大量懸浮物的紙漿也可以測(cè)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(duì)于主機(jī)單獨(dú)工作，又不具備24V電源的應(yīng)用場(chǎng)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(pán)操作顯示器) 給主機(jī)供電。對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)無(wú)電源的情況，用戶可以選用15W的太陽(yáng)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(shí)間陰天的連續(xù)供電。
(3) 測(cè)量主機(jī)板上都帶有標(biāo)準(zhǔn)的隔離RS-485接口，能夠同時(shí)支持MODBUS，M-BUS兩種標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議，并兼容原7版流量計(jì)協(xié)議以及匯中公司產(chǎn)的多種流量計(jì)水表協(xié)議。
(4) 測(cè)量主板上都帶有一個(gè)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?？蓴U(kuò)展功能有4～20mA電流環(huán)輸出、頻率信號(hào)輸出、大容量數(shù)據(jù)記錄、熱敏打印機(jī)等功能。
(5) 測(cè)量主板可以使用多種不同接口的鍵盤(pán)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(pán)顯示器，一種是掛接RS485上的串口鍵盤(pán)顯示器。當(dāng)使用掛接在RS485接口的鍵盤(pán)顯示器時(shí)，測(cè)量主機(jī)(詳見(jiàn)第四章 并口及串口鍵盤(pán)顯示及操作) 可以安裝或者放置在測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)。而RS485接口的鍵盤(pán)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(hào)電纜等特點(diǎn)。同時(shí)帶有RS485的串口鍵盤(pán)顯示器還能夠?yàn)楝F(xiàn)場(chǎng)主機(jī)提供工作電源。
(6) 主板(UFT15除外) 都具有一個(gè)96段LCD數(shù)段式顯示器。能夠顯示數(shù)十個(gè)常用測(cè)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(pán)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(gè)完整的超聲波熱量計(jì)。同時(shí)增加了溫差靈敏度功能,防止長(zhǎng)期低流速或者低溫差時(shí)熱量的無(wú)效累積。
(8) 主板(UFT14除外) 具有三路模擬輸入回路?？奢斎雺毫Α⒁何坏任锢砹浚鳛楹?jiǎn)易R(shí)TU使用。
(9) 軟件操作窗口增加了一個(gè)故障計(jì)時(shí)器(位于菜單M+9) ，當(dāng)儀表不能正常計(jì)量時(shí)，時(shí)間值就會(huì)增加。
(10) 具有多達(dá)8種不同的語(yǔ)言界面供選用。
(11) 主板可以適用任何類(lèi)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(jì)就可以工作。
§1.5 性能參數(shù)
| 項(xiàng)目 | 性能/參數(shù) | ||||
| 測(cè) 量 主 機(jī) | 準(zhǔn)確度 | 1.0 % | |||
| 重復(fù)性 | 0.2% | ||||
| .大流速 | 64m/s | ||||
| 測(cè)量周期 | 500mS (每秒2次，每個(gè)周期采集128組數(shù)據(jù)) | ||||
| 測(cè)量原理 | 超聲波時(shí)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(pán)以及PC計(jì)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(hào)，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(jì)量功能（焓差法） | |||||
| 輸出 | 電流信號(hào) (可選模塊)：4-20mA, 阻抗600Ω浮空，準(zhǔn)確度0.1% 。 頻率信號(hào) (可選模塊)：1-9999Hz之間任選，OCT輸出。 脈沖信號(hào)：正、負(fù)、凈流量及熱量累計(jì)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(bào)警信號(hào)：雙路OCT輸出，可選近20種源信號(hào)。 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(dòng)記憶前64日、前32個(gè)月、前2 年的累積流量和工作狀態(tài)；自動(dòng)記憶前16次上、斷電時(shí)間和流量并可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)或手動(dòng)補(bǔ)加； 可編程定量控制器（可使用外部輸入信號(hào)或MODBUS指令啟動(dòng)）； 1個(gè)雙向串行接口可連接多個(gè)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(chǔ)器中，上電時(shí)自動(dòng)調(diào)出； 用戶能夠通過(guò)傳送來(lái)的代碼文件實(shí)現(xiàn)軟件升級(jí) 故障自診斷功能。 故障時(shí)間計(jì)時(shí)器。 | ||||
| 工作電流 | 50mA (不連接鍵盤(pán)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(wàn)小時(shí)數(shù)據(jù)不丟失 | ||||
| 環(huán)境溫度 | -10℃～70℃ (大于此溫度范圍要求請(qǐng)與廠家聯(lián)系) | ||||
| 工作時(shí)間 | 連續(xù) | ||||
| 版 本 號(hào) | 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(cè)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(cè)量精度±0.5% 標(biāo)準(zhǔn)管段式：適用于管徑DN50～DN1000，整機(jī)測(cè)量精度±0.5% | ||||
| 信號(hào)電纜 | 專(zhuān)用SEYV75-2屏蔽雙絞線纜，出廠標(biāo)配5米，特定場(chǎng)合單根可加長(zhǎng)至500 米（不推薦）。 | ||||
| 防護(hù)等級(jí) | IP68(可浸水工作) | ||||
| 可測(cè)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(zhǎng)度 | 上游≥10D，下游≥5D，距泵出口處≥30D。 | ||||
| 測(cè)量介質(zhì) | 種 類(lèi) | 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(cè)量效果好，絕大多數(shù)污水管道可穩(wěn)定測(cè)量。 | ||||
| 溫 度 | -40℃～160℃ | ||||
| 流 向 | 可對(duì)正反向流量分別計(jì)量，并可計(jì)量?jī)袅髁俊?/span> | ||||
§1.6 用途
可廣泛應(yīng)用于石油化工、冶金、電力、水利、自來(lái)水公司、能源監(jiān)測(cè)等幾乎所有液體的在線計(jì)量與系統(tǒng)監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)各類(lèi)流體的流速、流量、累積量的計(jì)量與檢測(cè)及流量開(kāi)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(jì)/超聲波熱量計(jì)/超聲波變送器由測(cè)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(jiǎn)易的配置只需一塊測(cè)量主板和一付傳感器就可以完成流量計(jì)量功能。
§2.1 變送型超聲波流量計(jì)/熱量計(jì)
UFT變送型超聲波流量計(jì)/熱量計(jì)是將UFT12主板封裝在一個(gè)密封浸水型鑄鋁殼體內(nèi)組成一個(gè)完整的現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)測(cè)量主機(jī)（一次表）可以焊接在被測(cè)管道上或者是掛在測(cè)試井壁上。也可以通過(guò)帶有RS485接口的鍵盤(pán)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(shí)二次表（220VAC或24VDC）還能夠同時(shí)為現(xiàn)場(chǎng)主機(jī)提供工作電源。具有造價(jià)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(pán)裝式）
⑸PT100三線制鉑電阻（用于實(shí)現(xiàn)熱量計(jì)量功能）
⑹管箍（用于鑄鐵、玻璃鋼、PVC等不可以直接焊接被測(cè)管材的插入傳感器安裝）
⑺SEYV75-2型專(zhuān)用雙絞屏蔽電纜
⑻電源及RS485四芯電纜
⑼本地測(cè)量主機(jī)支柱（用于將一次表焊接在被測(cè)管道上）
⑽超聲波測(cè)厚儀（用于測(cè)量管道壁厚，減少人為誤差，提高測(cè)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(jì)是將UFT14主板（UFT12、UFT13主板的簡(jiǎn)化版）封裝到一個(gè)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(cè)量功能，其它如模擬輸入、模擬輸出等功能需要通過(guò)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(jì)的一個(gè)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(pán)裝式）
⑸管箍（用于鑄鐵、玻璃鋼、PVC等不可以直接焊接被測(cè)管材的插入傳感器安裝）
⑹SEYV75-2型專(zhuān)用雙絞屏蔽電纜
⑺電源及RS485四芯電纜
⑻ 超聲波測(cè)厚儀（用于測(cè)量管道壁厚，減少人為誤差，提高測(cè)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(gè)標(biāo)準(zhǔn)的帶軌道安裝的塑料殼體內(nèi)，不連接鍵盤(pán)操作顯示器可獨(dú)立工作，既可以作為單個(gè)獨(dú)立的超聲波流量計(jì)/熱量計(jì)工作，也可以多個(gè)組合完成管網(wǎng)區(qū)域流量或熱量計(jì)量，同時(shí)也可以多個(gè)模塊組合成一臺(tái)多聲道超聲波流量計(jì)/熱量計(jì)，具有體積小、重量輕、價(jià)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(cè)量?jī)x表。
