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KS500超声波流量计数据分析故障解析附录文件

作者：admin 来源：https://www.kantsen.com 发布时间：1576831736

　　一、通讯接口及协议

　　超声波流量计/热量表本身带有隔离的RS485接口，另外，用户可选购带HART接口的4—20mA电流环输出模块。可以同时支持多种常用的通讯协议，包括MODBUS协议、M-BUS、FUJI扩展协议及国内其它厂家协议。

　　MODBUS协议是常用的工控协议。MODBUS的两种格式RTU和ASCII都能支持。

　　FUJI扩展协议是在日本FIJI超声波流量计协议的基础上扩展实现的，能够兼容FUJI超声波流量计协议。

　　兼容协议可以兼容水表协议以及国内其它厂家协议，为了方便用户把超声波流量计/热量表接入用户按照国际其它厂家通讯协议而开发的数据采集系统中，目前可以支持8种兼容通讯协议。使用兼容通讯协议，用户需要在M63中，选择“MODBUS ASCII”选项后再选择协议中的任意一种即可。

　　超声波流量计/热量表还能够起到简易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3路模拟输入可用来输入压力、液位、温度等信号。

　　使用GPRS通讯模块，通过RS-485总线可以读取流量计的数据并发送到互联网上，实现数据的远传。

　　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/专用流量/热量数据监控系统，该系统基于超声波流量计/热量表的特点，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、运行可靠等特点。

　　广大用户如有联网需求，请与我公司联系或登陆本公司网站下载通讯协议说明书。

　　二、数据存储及数据分析

　　1、数据存储

　　部分版本的流量计/热量表带有内置的32M存储器，另外，也可选购外置的SD卡存储器，容量可支持512M～2G。

　　内置存储器采用ATMEL公司的高性能FLASH芯片，无需外部硬件，可存储最大32M数据。为了使SD卡储存器正常工作，必须作如下设置：

　　1.使用M50菜单选择欲储存的内容选项;

　　2.使用M51菜单选择开始储存的时刻，储存时间间隔以及储存的次数。开始时间填入**:**:** 表示当前时刻开始。在储存次数中填入9999表示无限长时间一直进行储存。

　　3.M52菜单中必须选择把流量计产生的数据送入“内部数据记录器”上。

　　外置SD卡存储器分为板载读写装置及外置读写装置两种，容量可支持512M～2G标准SD卡。为了使SD卡储存器正常工作，必须作如下设置：

　　1.使用M50菜单选择欲储存的内容选项

　　3.M52菜单中必须选择把流量计产生的数据送入“内部串行总线”上。

　　2、数据分析

　　分析内部存储器内的数据时，需将流量计连接到电脑并打开附带的数据分析软件。通过M4_菜单将内部存储器的数据导出到数据分析软件中，即可对数据进行分析，数据分析软件的详细操作方法请见软件的帮助文档。

　　SD卡数据存储器进行数据记录后，会在SD卡上生成一个PRINT.TXT的文件，把SD卡通过读卡器连接到电脑然后通过数据分析软件找到并打开PRINT.TXT这个文件，即可将数据导入到软件内进行数据分析。

　　三、故障解析

　　超声波流量计/热量表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。

　　超声波流量计/热量表对硬件故障一般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。所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，可与公司联系。

　　另一类是关于测量的错误信息，详见表2。

　　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

LCD 显示信息	原因	解决办法
程序ROM校验和有误	系统ROM非法或有错	同厂家联系
数据储存器读写有误	内存参数数据有误	重新上电/同厂家联系
系统数据存储器错误	系统存储数据区出错	重新上电/同厂家联系
测量电路硬件错误	子CPU电路致命错误	重新上电/同厂家联系
主频错误！检查晶振	系统时钟有错	重新上电/同厂家联系
日期时间错误	系统日期时间有错	重新设定日期时间
显示器不显示、或显示混乱、工作不正常等怪现象。	连接面板的电缆线接触不良	检查连接面板的电缆线是否接触好。此状态不影响正常计量
按键无反应	接插件接触不良	同上

　　表2 工作时错误代码原因及解决办法

代码	M08菜单对应显示	原因	解决办法
*R	系统工作正常	* 系统正常
*J	测量电路硬件错误	* 硬件故障	* 与公司联系
*I	没有检测到接收信号	* 收不到信号	* 传感器靠紧管道,充分的耦合剂
		* 传感器与管道接触不良或耦合剂太少	* 管道表面干净无锈迹,无油漆,无腐蚀眼
		* 传感器安装不合适	* 检查初始参数是否设置正确。
		* 内壁结垢太甚	* 清除结垢或置换测试点
		* 新换衬里	* 等待衬里固化饱和以后再测。
*H	接收信号强度低、质量差	* 信号低 * 信号质量太差	* 解决方法同上栏。
*E	电流环电流大于20毫安（不影响正常测量如果不使用电流输出，可置之不理。）	* 4-20mA电流环输出溢出超过100%. * 电流环输出设置不对。	* 重新检查设置或确认实际流量是否太大。
*Q	频率输出高于设定值（不影响正常测量,如果不使用频率输出，可置之不理。）	* 频率输出溢出120%, * 频率输出设置不对或实际流量太大。	* 重新检查频率输出（参见M66- M69窗口使用说明）设置或确认实际流量是否太大。
*F	见表1所示	* 上电自检时发现问题 * 永久性硬件故障	* 试重新上电，并观察显示器所显示的信息，按前表处理。
*G	调整增益正在进行>S1 调整增益正在进行>S2 调整增益正在进行>S3 调整增益正在进行>S4	*如机器停在S1或S2上或只在S1，S2之间切换，说明收信号太低或波形不佳。
*K	管道空,M29菜单设置	管道中没有流体或者是设置错误	如果管道中确实有流体，在M29菜单中输入０值

　　四、附录

　　附录一性能技术参数

项目	性能、参数
主机	原理	时差型，采用低电压多脉冲发射电路，双平衡信号差分接收电路
	精度	流量：优于±1% 热量：优于±2%			重复性：0.2%	测量周期：500ms
	背光液晶可同时显示瞬时流量及累积流量、瞬时热量和累积热量、流速、时间等数据
	信号输出	电流输出：4~20 mA 或0 ~20 mA, 阻抗0~1k，精度0.1%
		OCT输出：正、负、净流量或热量脉冲信号
		继电器：可输出近20种源信号（如无信号，反向流等）
		声音报警：蜂鸣器可根据设置发出报警声音（如流量过大、过小）
	信号输入	可输入三路电流信号（如：温度、压力、液位等信号）
		可连接三线制PT-100铂电阻，实现热量测量
	自动记忆前512日、128月、前10年的流量或热量数据
	自动记忆前32次来电和断电时间和流量，可进行人工或自动补量
	自动记忆前512日流量计的工作状态是否正常
	数据接口 RS485
	可编程定量（批量）控制器。
专用电缆	定制双绞线，一般情况下限于20米，特定场合单根可加长至500米，不推荐；选用RS485通讯，传输距离可达千米以上
管道情况	管材	钢、不锈钢、铸铁、PVC、铜、铝、水泥管等质密的管道，允许有衬里。
	管内径	15～6000mm
	直管段	传感器安装点最好满足：上游10D，下游5D，距泵出口30D（D指管径）
测量介质	种类	水、海水、工业污水、酸碱液、酒精、啤酒、各种油类等能传导超声波的单一均匀的液体。
	温度	标准传感器：温度-30℃～90℃ 高温传感器：-30℃～160℃
	浊度	浊度≤10000 ppm, 且气泡含量小。
	流速	0～±30m/s
	流向	正、反向双向计量，并可以计量净流量或热量
工作环境	温度	主机：-30℃～80℃
		流量传感器：-40℃～160℃ 温度传感器：根据客户需求选定
	湿度	主机：85%RH
		流量传感器：可浸水工作，水深≤3 米
电源	AC220V、3.6V锂电池、DC8～36V、AC85～264V
功耗	小于1.5W		通信协议	MODBUS协议、MBUS协议、FUJI扩展协议、简易水表协议，兼容其它厂家协议

附录二管段式传感器规格表

　　一、适用管径DN10mm—DN40mm 单位：mm 公称压力：2.5MPa

超声波流量计

公称口径DN	管段长度（mm）		连接螺纹		螺纹有效长度
公称口径DN	不带接管长度L	带接管长度L1	管段螺纹A	接管螺纹B	螺纹有效长度
15	130	225	R1/2	G3/4B	14
20	130	235	R3/4	G1B	16
25	160	280	R1	G1 1/4B	16
32	180	305	R1 1/4	G1 1/2B	18
40	200	328	R1 1/2	G2	18

公称口径DN	管段长度L	法兰外径D	螺栓孔中心圆直径D1	螺栓孔径×数量φ×n	密封面		法兰厚度C	法兰厚度C
公称口径DN	管段长度L	法兰外径D	螺栓孔中心圆直径D1	螺栓孔径×数量φ×n	D2	f	法兰厚度C	法兰厚度C
15	130	95	65	14×4	46	2	14	20
20	130	105	75	14×4	56	2	18	20
25	160	115	85	14×4	65	3	18	20
32	180	140	100	18×4	76	3	18	22
40	200	150	110	18×4	84	3	18	52

　　二、适用管径DN50mm-DN1000mm

超声波流量计单位：mm 公称压力：1.6MPa

公称口径DN	公称压力MPa	长度L	法兰外径D	螺栓孔中心圆直径D1	螺栓孔径×数量φ×n	密封面			法兰厚度C
公称口径DN	公称压力MPa	长度L	法兰外径D	螺栓孔中心圆直径D1	螺栓孔径×数量φ×n	D2	f		法兰厚度C
50	1.6	280	165	125	18×4	99		3	20
65	1.6	200	185	145	18×4	118		3	20
80	1.6	225	200	160	18×4	132		3	20
100	1.6	250	220	180	18×8	156		3	22
125	1.6	275	250	210	18×8	184		3	22
150	1.6	300	285	240	22×8	211		3	24
200	1.6	350	340	295	22×12	266		3	24
250	1.6	450	405	355	26×12	319		3	26
300	1.6	500	460	410	26×12	370		4	28
350	1.0	550	505	460	22×16	428		4	30
400	1.0	600	565	515	26×16	482		4	30
450	1.0	700	615	565	26×20	532		4	30
500	1.0	800	670	620	26×20	585		4	32
600	1.0	1000	780	725	30×20	685		5	36
700	0.6	1100	860	810	26×24	772		4	40
800	0.6	1200	975	920	30×24	878		4	44
900	0.6	1300	1075	1020	30×24	9781		4	48
1000	0.6	1400	1175	1120	30×28	1078		4	52

　　注：工业超声波水表，电池供电型超声波热量表管段尺寸同以上规格

　　附录三常用参数

　　1. 常用液体声速和粘度

液体	声速(m/s)	粘度	液体	声速(m/s)	粘度
水20℃	1482	1.0	甘油	1923	1180
水50℃	1543	0.55	汽油	1250	0.80
水75℃	1554	0.39	66#汽油	1171
水100℃	1543	0.29	80#汽油	1139
水125℃	1511	0.25	0#柴油	1385
水150℃	1466	0.21	苯	1330
水175℃	1401	0.18	乙苯	1340
水200℃	1333	0.15	甲苯	1170	0.69
水225℃	1249	0.14	四氯化碳	938
水250℃	1156	0.12	煤油	1420	2.3
丙酮	1190		石油	1290
甲醇	1121		松油	1280
乙醇	1168		三氯乙烯	1050	0.82
酒精	1440	1.5	大港航煤	1298
乙酮	1310		大庆0#航煤	1290
乙醛	1180		花生油	1472
乙二醇	1620		蓖麻油	1502
苯胺	1659	1.762	乙醚	1006	0.336
n-辛烷	1192		邻二甲苯	1360
三氯甲烷	1001	0.383	氯苯	1289
丙三醇	1923	1188.5	醋酸	1159	1.162
乙酸甲酯	1181	0.411	乙酸乙酯	1164
二甲酸	1389		重水	1388	1.129
二硫化碳	1158	0.290	三溴甲烷	931
n-丙醇	1225		n-戊烷	1032	0.366
n-乙烷	1083	0.489	轻油	1324
变压器油	1425		主轴润滑油	1342	15.7
石油	1295		汽油	1250	0.4-0.5

　　2. 常用材料声速声速单位：m/s

管材料	声速(m/s)	衬材料	声速(m/s)
钢	3206	特氟隆	1225
铁	3230	球墨铸铁	3000
铸铁	2460	不锈钢	3206
铅	2170	氯乙烯	2640
ABS	2286	钛	3150
铝	3048	水泥	4190
黄铜	2270	沥青	2540
铸铁	2460	搪瓷	2540
青铜	2270	玻璃	5970
玻璃钢	3430	塑料	2280
玻璃	3276	聚乙烯	1600
聚乙烯	1950	聚四氟乙烯	1450
丙烯基	2644	FRP	2505
PVC	2540	橡胶	1600
砂浆	2500	沥青环氧	2505

　　3. 水中声速表 (1标准大气压下) 单位：t (℃) v (m/s)

t	v	t	v	t	v	t	v
0	1402.3	25	1496.6	50	1542.5	75	1555.1
1	1407.3	26	1499.2	51	1543.5	76	1555.0
2	1412.2	27	1501.8	52	1544.6	77	1554.9
3	1416.9	28	1504.3	53	1545.5	78	1554.8
4	1421.6	29	1506.7	54	1546.4	79	1554.6
5	1426.1	30	1509.0	55	1547.3	80	1554.4
6	1430.5	31	1511.3	56	1548.1	81	1554.2
7	1434.8	32	1513.5	57	1548.9	82	1553.9
8	1439.1	33	1515.7	58	1549.6	83	1553.6
9	1443.2	34	1517.7	59	1550.3	84	1553.2
10	1447.2	35	1519.7	60	1550.9	85	1552.8
11	1451.1	36	1521.7	61	1551.5	86	1552.4
12	1454.9	37	1523.5	62	1552.0	87	1552.0
13	1458.7	38	1525.3	63	1552.5	88	1551.5
14	1462.3	39	1527.1	64	1553.0	89	1551.0
15	1465.8	40	1528.8	65	1553.4	90	1550.4
16	1469.3	41	1530.4	66	1553.7	91	1549.8
17	1472.7	42	1532.0	67	1554.0	92	1549.2
18	1476.0	43	1533.5	68	1554.3	93	1548.5
19	1479.1	44	1534.9	69	1554.5	94	1547.5
20	1482.3	45	1536.3	70	1554.7	95	1547.1
21	1485.3	46	1537.7	71	1554.9	96	1546.3
22	1488.2	47	1538.9	72	1555.0	97	1545.6
23	1491.1	48	1540.2	73	1555.0	98	1544.7
24	1493.9	49	1541.3	74	1555.1	99	1543.9

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