1.1   主要用途及使用范圍

礦用本安型超聲波流量傳感器（以下簡稱流量傳感器）采用低電壓多脈沖平衡發射接收專利技術設計的一種全新通用時差型多功能超聲波傳感器，適用于工業環境下連續測量不含大濃度懸浮粒子或氣體的大多數清潔均勻液體的流量和熱量。

流量傳感器使用了最新的著名國際半導體廠商生產的元器件，低功耗，高可靠性，抗干擾，適用性好。優化的智能信號自適應處理，用戶無需任何電路調整。

先進的電路設計、器件選用、優秀的硬件、軟件設計，使流量傳感器成為國內目前礦山行業的首選產品。

1.2   型號組成及代表意義

 G L C  250 /500

                      流量范圍：500m 3 /h

管徑范圍:250mm

                      超聲波原理

                      流量

                       礦用傳感器及敏感元件

1.3   使用環境條件

——環境溫度－5℃～40℃；

——海拔高度不超過2000m；

——空氣相對濕度不大于95％（25℃時）；

——在有瓦斯、煤塵爆炸危險的場所；

——在無破壞絕緣的腐蝕性氣體或蒸汽的場所；

——在無顯著振動和沖擊的場所；

——污染等級為3級；

——安裝類別為Ⅲ類。

2  結構特征與工作原理

2.1   結構

流量傳感器包括線路板、上下游傳感器探頭、外殼三大部分組成，見下圖。

                               圖 1  結構及尺寸圖

2.2   工作原理

當超聲波束在液體中傳播時，液體的流動將使傳播時間產生微小變化，其傳播時間的變化正比于液體的流速，其關系符合下面表達式：

3  技術特性

3.1   產品執行標準

流量傳感器執行標準GB3836-2010、Q/ZMD025－2011 。

3.2   主要參數

3.2.1 電壓：本安 DC18V ；

3.2.2 電流： ≤100mA ；

3.2.3 本安參數： a ） Ui ： DC18.3V ， Ii ： 100mA ； b ） Ci ： 0μF ， Li ： 0mH

3.3 關聯設備

關聯設備名稱：礦用隔爆兼本安型直流穩壓電源；

規格型號：KDW660/18B；

防爆型式：Exd [ib] I Mb；

防爆證號：11220734；

安標證號：MAA120042；

生產廠家：山東中煤電器有限公司。

3.4 尺寸重量

3.4.1 尺寸

      230mm ×380mm ×75mm。

3.4.2 重量

      15kg 。

4    安裝、調試

4.1  安裝條件、技術要求

4.1.1       開箱之前請檢查裝箱單內清單是否齊全，運輸中是否損壞。

4.1.2       供電電源：本安 DC18V 。

4.2 安裝

4.2.1       傳感器的安裝

4.2.1.1 安裝位置選擇

4.2.1.2 外敷式傳感器安裝

安裝前首先應選擇管材致密部分進行傳感器安裝，然后將管外欲安裝傳感器的區域清理干凈，除掉銹跡油漆，如有防銹層也應該去掉，最好用角磨機打光，再用干凈抹布蘸酒精擦去油污和灰塵，然后再欲安裝傳感器的中心周圍管壁圖上足夠的耦合劑，然后把傳感器緊貼在管壁上并捆綁好，注意在貼好的傳感器和管壁之間不能有空氣泡及沙礫。

4.2.1.2.1       安裝距離

外敷式傳感器安裝間距以兩傳感器的最內邊緣距離為準，間距的計算方法有 2 種獲得方式： 1 ）根據在儀表菜單內輸入的參數，查看傳感器給出的安裝距離； 2 ）根據用戶定做的管徑及材質等參數出廠給出的安裝距離。

4.2.1.2.2       安裝方式

外敷式傳感器我們使用 Z 法安裝， Z 法安裝，超聲波在管道中直接傳輸，沒有折射（稱為單聲程），信號衰耗小。 Z 法可測管徑范圍為 100mm 至 6000mm 。

4.2.1.2.3       接線

4.2.1.2.4       注意事項

1） 安裝時必須把欲安裝的傳感器管道區域清理干凈，使之露出金屬的原有光澤；

2） 超聲波信號電纜的屏蔽線可懸空不接，不要與正、負極短路；

3） 傳感器接好線后必須用密封膠注滿，以防進水；

4） 捆綁傳感器時應將夾具固定在傳感器的中心部分，使其受力均勻，不易滑動；

5） 傳感器與管道的接觸部分四周要涂滿足夠的耦合劑，以防空氣、沙塵進入，影響超聲波信號傳輸。

4.2.1.3 插入式傳感器安裝

4.2.1.3.1       與外敷式傳感器比較

當管道內壁結垢或腐蝕嚴重時，外敷式傳感器信號弱、測量不正常時，可選用插入式傳感器。

插入式傳感器可以再帶壓不停水的情況下在被測管道上打孔安裝，保證的生產的正常穩定運行，提高了測量的精確性、可靠性。

4.2.1.3.2       安裝點定位

4.2.1.3.3       安裝工具

安裝插入式傳感器需要使用專用的開孔定位工具（見下圖），手電鉆、扳手、改錐等工具。

4.2.1.3.4       安裝方法

插入式傳感器安裝方法是用 Z 法安裝，需要在管徑 DN80mm 以上使用。

將開孔器密封護套與特制球閥外螺紋連接，擰緊后，打開球閥，推動鉆桿直至與管道外壁接觸，將手電鉆與鉆桿接好鎖緊，接通電源，開始鉆孔，在鉆孔過程中電鉆保持低速轉速不要過快，以免卡鉆，甚至鉆頭折斷。鉆透后拔出鉆桿知道開孔器鉆頭的最前端退至球閥芯后，關上球閥，卸下開孔器。

把鎖緊螺母旋至傳感器底部，將傳感器旋入特制球閥導向螺紋，當旋至球閥芯時，打開球閥，繼續旋入傳感器，直至傳感器前段伸出管道內壁，調整好傳感器角度，緊固好鎖緊螺母，最后將線接好，用硅橡膠密封接線處。

接線完畢后，鎖緊進線孔螺母，最后擰緊密封蓋，防止漏水。

4.2.1.3.5       安裝距離

插入式傳感器安裝間距以兩傳感器的最內邊緣距離為準，間距的計算方法有 2 種獲得方式： 1 ）根據在儀表菜單內輸入的參數，查看傳感器給出的安裝距離； 2 ）根據用戶定做的管徑及材質等參數出廠給出的安裝距離。

4.2.2       主機的安裝

主機一般采用掛墻安裝的方式，主機位置一般選擇離傳感器比較近的距離，減少信號傳輸的干擾。

4.2.3       接線

傳感器接線圖見下圖。

4.3 調試

系統共 4 個按鍵，分別為“菜單”、“上移”、“右移”、“確定”。上移鍵可上移菜單或者數字；下移鍵可下移菜單、減小數字、光標移動下一數字，當移動到最后一個數字后，下移鍵會起到回車的作用。確定鍵為確認當前的設置。

當輸入菜單號碼時，如果只輸入一個數字后，然后輸入回車，表示輸入的這個數字是十位數字上的數。例如：需要進入菜單 M30 ，應按如下順序，菜單鍵 + 三次上移鍵 + 確定鍵。

1) 快速參數設置步驟：

M11 ： 輸入管徑尺寸（ 150 、 200 、 250 ）；

M12 ：輸入管壁厚；

M14 ：輸入管材質（大部分使用為碳鋼）；

M16 ：輸入襯材（一般無襯里）；

M18 ：輸入襯材壁厚；

M20 ：輸入流體類型，此項選擇：水；

M23 ：選擇傳感器類型，外敷式為標準 M2 型；插入式為插入 B 型；

M24 ：選擇安裝方式，我們要求選擇標準 Z 安裝法 ;

M25 ：顯示傳感器的安裝距離，按照此距離安裝 2 個傳感器即可。

2) 電流輸出設置：在M55窗口，設定電流的輸出方式為：4～20mA電流輸出方式；在M56號窗口設定4mA代表的流量值，在M57號窗口設定20mA代表的流量值。例如某管道流量范圍為0～1000m3/h，則在M56窗口輸入0，在M57窗口輸入1000即可。

3) 頻率輸出設置：如管道流量為0～280m3/h，要求輸出對應200～1000Hz，在M68窗口輸入流量0，在M69號窗口輸入流量280，在M67窗口輸入頻率下限200,上限輸入1000。在M78號窗口設置為頻率信號輸出。

4) RS485 通訊方式設置：在M62窗口設置通訊口參數，第一個數表示波特率，可選擇1200,2400,4800,19200,38400。第二個表示校驗位，可選無校驗，偶校驗，奇校驗。數據位長度固定為8位，停止位固定為1。設置M63窗口，選擇通訊協議，選擇MODBUS-RTU協議，支持標準MODBUS通訊協議（通訊協議請聯系公司技術部）。在M46窗口輸入儀表地址。

5 ）低流速切除：在M41窗口，可設定低于流速值時，顯示為0值。通常設置為0.03。

6 ）靜態置零：當流體為靜態時，流量傳感器可能顯示不為0，可在M42窗口中按確認鍵將數值置為零點。此操作必須在安裝好傳感器并且管道內流量完全靜止后進行。可消除傳感器安裝位置、參數不通等引起的零點漂移。

所有參數設置完成后，必須在M26窗口進行參數固化與存儲，重新上電后才能按照新設定參數工作，否則設定的參數不能保存，掉電后丟失。

5  使用、操作

按照第4部分的調試設置好參數后，流量傳感器應該能夠正常工作，正常顯示為瞬時流量、累計流量。

在M90窗口顯示傳感器工作的信號強度及信號質量。信號強度用0～99表示，99為最大信號，正常工作情況下，信號強度應大于60。信號質量Q也是0～99表示，99表示最好質量，正常工作條件為Q大于60。信號強度及信號質量越大越能夠保證傳感器的正常工作的穩定性。

以下為傳感器的幾種信號輸出方式，根據用戶的要求進行定做。

頻率輸出為200～1000HZ輸出，請按照技術指標的要求連接。頻率信號為標準電平高電平為5V，低電平為0V。

電流輸出為4～20mA輸出。

通訊信號輸出：RS485方式輸出。

傳感器正常工作時，“*R”表示工作正常，“*H”表示接受超聲波信號差，需要調整兩傳感器的位置。“I”表示接收不到超聲波信號，檢查傳感器的接線，安裝等。

6  故障分析與排除

7  保養、維修

7.1 日常維護

流量傳感器 正常運行后應保證其傳感器探頭位置安裝牢固，位置不能被破壞。應定期檢查傳感器表頭安裝位置無淋水等影響傳感器正常工作的外界因素。

7.2 注意事項

維修時不得改變本安電路和與本安電路有關的元、器件的電器參數、規格和型號。

本產品不得隨意與其它未經聯檢的設備連接。

8  運輸、貯存

8.1 包裝木箱摞裝層數不得大于三層。

8.2 搬運時避免摔碰和防雨淋。

8.3 必須貯存在干燥的房間內。

8.4 隨機技術資料有：產品合格證（1份）、使用說明書（1份）、裝箱單（1份）。

9  開箱及檢查

9.1 開箱時，請注意輕拿輕放。

9.2 設備取出時，應注意檢查在運輸過程中，是否有破損的現象，主機機箱是否完好。

9.3 按照裝箱單的內容檢查產品及資料是否齊全。

10 訂貨

10.1    訂單上需注明產品名稱、型號、數量及交發貨日期。

10.2    訂單上需注明收發貨單位、聯系人、通訊地址、托運方式及到站名稱。

附錄：通訊協議

1. 1. 概述

傳感器具有RS485通訊方式，為標準MODBUS協議。

在M63窗口的設置選項選擇為“MODBUS-RTU ONLY”，用來支持MODBUS通訊協議；在M62窗口設置通訊的參數，選擇與通訊主機相同的通訊參數。在M46窗口設置儀表的通訊地址。

可很方便的使用各種組態軟件的MODBUS驅動程序將數據讀取出來。

1. 2. MODBUS 協議

在RTU方式下讀取1號設備的流速，即讀取寄存器5,6共個寄存器，命令如下：

返回數據如下：

1. 3. 寄存器地址表