1 概述

感謝您選用新一代MTPCL-5G 智能超聲波流量計(jì)。MTPCL-5G 是在前有超聲波流量計(jì)的基礎(chǔ)上，采用TI 的MSP430FG4618 低功耗單片機(jī)，開(kāi)發(fā)的一種通用型高性能、低價(jià)格、高可靠性，功能強(qiáng)大的超聲波流量計(jì)。選用了國(guó)際上的半導(dǎo)體元器件廠商生產(chǎn)的、的集成電路及微處理器等，例如：TI、Philips、Winbond、Xilinx 等.硬件設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、軟件功能強(qiáng)大和界面友好。采用低電壓多脈沖平衡發(fā)射接收的技術(shù)，使其更適合工業(yè)環(huán)境中的變頻干擾，達(dá)到穩(wěn)定、正確的工作，性能更優(yōu)異、功能更強(qiáng)大。

1.1特點(diǎn)

v 測(cè)量與介質(zhì)導(dǎo)電性無(wú)關(guān)，因此比電磁流量計(jì)適用范圍更廣

v 測(cè)量線性度優(yōu)于0.5%，重復(fù)性精度優(yōu)于0.2%，高達(dá)40 皮秒的時(shí)差測(cè)量分辨率，使測(cè)量精度達(dá)到士1%。

v 每個(gè)測(cè)量周期中128 次數(shù)據(jù)采集輔助以研發(fā)的流量計(jì)時(shí)差分析軟件，性能優(yōu)異，顯示數(shù)據(jù)更穩(wěn)定、準(zhǔn)確、線形度更好。

v 隔離型RS485 雙接口，流量計(jì)與二次表之間可通過(guò)RS485 總線通訊，傳輸距離千米以上。

v 帶有三路精度0.1%的模擬輸入接口，可連接溫度壓力等信號(hào)。

v 1 路 4-20 毫安模擬輸出可作為流量/熱量變送器。

v 2 路 3 線制 PT100 電阻信號(hào)輸入可作為熱量表。

v 3 路 4-20 毫安模擬輸入，可以作為數(shù)據(jù)采集器，模擬輸入接口也可以作為數(shù)字輸入接口使用。

v 帶有雙路隔離型可編程OCT 輸出，用于輸出累計(jì)脈沖、工作狀態(tài)等。

v 污水管道測(cè)量效果好，可以對(duì)絕大多數(shù)污水管道進(jìn)行穩(wěn)定可靠的測(cè)量。

v 超聲波傳感器可以選擇外夾式，插入式，管段式，還可以支持任意角度安裝的水表傳感器，包括平行雙插入傳感器。

v 具有一個(gè)雙向串行外設(shè)通用接口，可以直接通過(guò)串聯(lián)的形式連接多個(gè)諸如4-20 毫安模擬輸出板、頻率信號(hào)輸出板、熱敏打印機(jī)、數(shù)據(jù)記錄儀等外部設(shè)備。

v 流量計(jì)工作用參數(shù)可以固化到機(jī)內(nèi)的FLASH 存儲(chǔ)器中，不會(huì)發(fā)生參數(shù)丟失的問(wèn)題。固化的工作參數(shù)可以選擇上電時(shí)自動(dòng)調(diào)出。

v 硬件模塊化設(shè)計(jì)。有主板模塊、4-20 毫安輸出模塊、脈沖輸出模塊、打印機(jī)模塊、并口鍵盤(pán)顯示模塊、串口鍵盤(pán)顯示模塊等組成，用戶可根據(jù)需要選擇。

v MODBUS 協(xié)議、MBUS 協(xié)議、FUJI 擴(kuò)展協(xié)議、簡(jiǎn)易水表協(xié)議等不同的軟件通信協(xié)議供用戶選用。推薦的協(xié)議是MODBUS-RTU 或MODBUS-ASCII 協(xié)議。

v 日累計(jì)可記錄前64 天，月累積前32 個(gè)月（2 年），并且增加了年月日記錄內(nèi)容。年月日累積數(shù)據(jù)都可以通過(guò)MODBUS 協(xié)議讀出。

v 16 次上斷電時(shí)間流計(jì)量記錄。數(shù)據(jù)都可以通過(guò) MODBUS 協(xié)議讀出。

v 定時(shí)打印、數(shù)據(jù)輸出功能，自動(dòng)顯示下次打印輸出的時(shí)間，22 項(xiàng)可編程定時(shí)打印內(nèi)容。定時(shí)打印功能能夠?qū)崿F(xiàn)數(shù)據(jù)的自動(dòng)定時(shí)輸出或者是自動(dòng)記錄。

v OCTI 累計(jì)脈沖輸出的脈沖寬度可以在 6 毫秒-1 秒之間設(shè)定。出廠默認(rèn)值是 200 毫秒。

v 帶有鍵盤(pán)顯示器并行接口，連接顯示組件可組成簡(jiǎn)易流量計(jì)。

v 串口鍵盤(pán)顯示組件可直接連接在串口上，參數(shù)設(shè)置完成后即可帶電拔插。

具有依靠流體聲速判斷流體種類(lèi)的功能，可以對(duì)流體類(lèi)型做出識(shí)別。

v 具有一個(gè)可編程內(nèi)置的定量控制器?？墒褂猛獠枯斎胄盘?hào)或者是MODBUS 指令啟動(dòng)。

v 單一24V（MTPCL-5GM 使用DC8～36V ）直流電源工作。工作電流小于50 毫安。（在不連接顯示器，蜂鳴器不鳴響的條件下）。

v 有內(nèi)置鋰電池型可選，可工作于遠(yuǎn)離供電電源的地方?？扇〈胀ㄋ?，對(duì)水廠、居民區(qū)域總表，以及特殊無(wú)源區(qū)域進(jìn)行計(jì)量，亦可通過(guò)GPRS 無(wú)線聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行數(shù)據(jù)集中采集，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)數(shù)據(jù)采集處理報(bào)表全自動(dòng)以及管理系統(tǒng)

v 具有一體式或分體式可選

1.2 測(cè)量原理

根據(jù)聲傳播原理，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。按照一定角度在管壁水平兩側(cè)安裝連個(gè)收發(fā)器，由于管道中液體按一定方向流動(dòng)而產(chǎn)生上下游接收時(shí)差Δt=|t1-t2|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，Δt=|t1-t2|=0。液體流速與Δt 之間的關(guān)系為：

其中：

θ為聲束與液體流動(dòng)方向的夾角 M 為聲束在液體的直線傳播次數(shù) D 為管道內(nèi)徑 t1 為聲束從 A 到 B 的傳送時(shí)間

t2 為聲束從 B 到 A 的傳送時(shí)間

t=|t1-t2|×

瞬時(shí)流量則為：

F = 900 ′ p ′ D ² ′V

其中

F 為瞬時(shí)流量 D 為管道內(nèi)徑

V 為流速

1.3 應(yīng)用領(lǐng)域