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流速儀測流終端使用說明

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一、產品簡介

     本款測流終端盒是旋杯式、旋漿式等轉子式流速儀的專用配套儀表,是為灌區、水文及其它水利部門采用流速儀進行輸水渠道和行水河道測流量水作業而專門研發的,解決了人工流速儀測流中的一些不便和問題,主要是實現了更準確的計數和更智能的計算,還具有異常信號檢測過濾、自動計時計數計算、遠程數據上報、語音播報和大屏幕操作等許多實用功能,可以代替流速儀原有二次儀表或代替秒表和電鈴盒,初步實現半自動化測流,以便減輕作業強度,簡化操作流程,提高測流精度。


 本測流終端雖非我公司主打產品,只是在開發渠道自動測流量水設備過程中附帶開發的一款產品,但使用了自動測流設備所采用的信號過濾處理、斷面流量計算、平均流速計算、數據序列分析等先進技術和算法,是一款非常不錯的產品,值得推廣使用。

二、外觀與結構

外觀指示圖01.jpg

   1)操作屏:采用7寸高清OLCD液晶屏,電容式觸控,分辨率1024*600。

   2)開關:軟關機開關,主設備關機,進入低功耗狀態,提示音繼續鳴響。

   3)接線柱:純銅接線柱,連接流速儀信號線,不分正負極。

   4)指示燈: 紅色燈為電源指示燈,常亮:設備正忙,慢閃:準備就緒,可以測量。綠色燈為信號指示燈,閃亮一次表示有一個信號輸入,測量時表示有一個信號被記錄。

   5)標識:外殼面板和啟動頁顯示內容可按用戶需求修改定制。

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    1)聲音外放口:語音提示音和信號蜂鳴音的外放開孔,不要遮擋。

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    1)充電口:需使用鋰電池專用充電器進行充電,充電器輸出電壓8.6V,額定電流1-2A。

 當內置鋰電池沒有電壓輸出時(鋰電池保護板保護或更換電池后),會造成不能開機啟動,需連接一次充電器進行激活。

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    1)終端盒內部構造:終端由專門設計開發的主板和專業串口屏組成,板載高速CPU和大容量存儲器,是實現多功能和自主運算的基礎。



三、功能特點

   1、可預置多個流速儀公式,一臺終端可與多臺流速儀配套。

   2、可預置多組測流斷面參數,一臺設備可在多個測站間交替使用。

   3、支持一點法和三點法測流,支持任意條數測線(最大20條,超出需定制),分布式顯示測點布置位置和順序。支持從左岸或右岸開始測量。

   4、自動計數、自動計時,自動計算流速,測量完畢自動計算斷面流量。

   5、信號可靠過濾,有效預防丟轉和多計數,觸點磨損的舊流速儀也能正常使用,也不會因水體導電引起信號音連響,信號更清晰。

   6、信號圖形化顯示,通過信號點分布的均勻度直觀判斷是否存在異常信號,確保計數準確。

   7、自動計算信號間隔時間數據序列的均勻度(均方差),再次判斷信號是否均勻穩定。

   8、自動存儲,歷史數據可查詢。

   9、語音輔助功能,語音導航,語音播報測量結果。

   10、大屏幕操作,電容式觸摸屏,界面簡潔,操作簡單。

   11、整體低功耗設計,可更換鋰電池,便于長期使用。

   12、支持數據上報功能(需外接數傳模塊,支持WiFi、4G或有線網絡)。


四、使用前準備與參數設置

1、查看教程

 設備不提供紙質說明書,請使用網上電子教程。開機進入設備名稱頁面,掃描頁面二維碼可以在線查看教程。也可到我公司官網在線瀏覽或下載電子文檔。

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http://www.monstantena.com/h-nd-18.html#_jcp=1&_np=163_0


2、測試主機

   1) 開機后即進入信號提示狀態,用導電體連接兩個接線柱,看蜂鳴器是否鳴響,信號燈是否閃亮,語音提示是否正常。


   2)啟動后查看電池電壓和電量是否正常,電壓范圍應在5.6V - 8.4V之間(3.7V鋰電池二串二并,充電截止電壓4.2V,放電截止電壓2.8V),電壓或電量過低應先充電。 若不能開機,可能是電池電量低,請先充電。


   3)在現場調試的應連接上流速儀,并將流速儀放入所測流水中進行試驗,聽蜂鳴器音是否清晰,無信號階段(流速儀觸點斷開狀態)蜂鳴器不發聲,不能有低音量的連續鳴響音,有信號時(觸點接觸)聲音要連續且穩定,沒有雜音或閃斷,否則需要調整信號初級過濾閾值,也可能是流速儀磨損嚴重,觸點損壞,需更換。


3、預置參數


1)設置說明

 使用前需設置流速儀計算公式參數、測流斷面參數和設備日期時間等基本參數。


 打開電源,啟動完畢即進入流速儀參數界面,點擊“設置按鈕,進入設置界面首頁,選擇要設置的項目,進入相應設置界面。


2)流速儀參數設置    

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 為正確計算測點流速,需預先將流速儀流速公式的參數錄入設備??深A置10組參數,對應10臺流速儀。實際測量時要正確選擇當前所用流速儀。


 需按照流速儀說明書或最新率定報告給定的流速公式,輸入三個公式系數,a為儀器常數,b為水力螺距,c為轉速比,常用型號有5轉和20轉的。需核對計算公式是否與流速儀一致。


 點擊參數顯示窗,即可切換到該參數的輸入狀態,輸入值先在軟鍵盤窗口內顯示,按“回車”鍵確認,按“確定”按鈕保存本組參數。


3)測站參數設置

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測站參數-鍵盤.png


 為實現自動計算斷面流量,需預先設置測流斷面基本規格參數和基本測法參數,可預置10組參數,對應10個不同測站,每個測站用序號區分方便設備在多個測站間交替使用,實際測量時要正確選擇當前所在測站。


 其中“ID號為上報數據時確定終端通訊地址使用,值為0-254,無需區分通訊地址的可不填。


 其中“起測”項需確定是在左岸邊還是在右岸邊開始測量,測線是從起測邊開始排序,首尾測線要與岸邊系數和邊坡坡度對應,實際測量時需按照這個順序進行。當兩岸對稱且數據相同時可以不區分起測方向。


 其中“邊坡”欄需輸入兩岸渠道邊坡的實測坡度,單位為度,測量坡度可使用數顯坡度尺,近似測量時可使用手機安裝測傾角軟件進行,推薦“VELUE坡度儀”,無變形渠道可以按照設計邊坡比輸入,需換算成角度。


 常用坡比和角度的換算見下表:



 其中“系數”欄需輸入兩側岸邊的岸邊流速系數,岸邊流速系數需要實測率定,沒有率定條件的可以按照相關規范給定的系數表查詢確定。


 點擊參數顯示窗,即可切換到該參數的輸入狀態,輸入值先在軟鍵盤窗口顯示,按“回車”鍵或“OK”鍵確認,按“確定”按鈕保存本組參數。


4)設備參數設置

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終端盒參數-鍵盤.png

 

 系統日期和時間發生偏差時需要在此調整,其它參數項使用默認值即可。


 日期的輸入格式為yy-mm-dd,年號只需輸入后2位。時間的輸入格式為hh:mm:ss 。


 默認“測量時長”為120秒,即一次計數周期為120秒,計時時長為100-120秒,超100秒后遇信號自動停止測量并計算,若無停止信號,則120秒后自動停止并返回。


通訊方式無需設置,默認采用RS485接口、標準Modbus協議輸出,需外接數傳模塊進行數據上報,上報內容為當前水深、平均流速、實測流量、測站名稱等,數據格式符合水文規約。


5)語音播報參數設置

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暫不支持語音參數修改,默認音量為最大,音調為女生標準發音。


五、測量操作步驟與界面功能說明

1、連接流速儀   

 將流速儀信號線連接到接線柱。擰松接線柱螺絲,剝開流速儀信號線外皮1cm,插入接線柱接線孔,擰緊即可,需要頻繁拆卸的請使用接線柱活接插針。


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2、開機

  按壓開關鍵開機,屏幕亮起并出現啟動界面,啟動畫面顯示5秒,此時可用手機掃二維碼查閱電子教程,語音播報“終端啟動完畢”后進入流速儀核對界面。

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3、核對流速儀編號和參數

   1)首先核對流速儀參數和編號是否對應當前流速儀,不對應時按“更換”按鈕進行切換, 本次選定后,下次啟動默認繼續使用本次選定的一組參數,只有更換流速儀時才需再次切換。


   2)若當前流速儀參數還沒有預先設置,需點擊“設置”按鈕進入設置界面進行設置。


   3) 應核對流速儀編號是否對應,參數是否正確,操作熟練后才能只通過編號快速核對。


 確認無誤后,點“確定”進入下一頁面。

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4、核對測站編號和參數

   1)核對測站:首先要核對測站名稱和斷面參數是否與當前所在測站對應,不對應的進行更換,當前測站參數還沒有預置的,或其中有錯誤的,需返回上一界面再進入設置界面進行設置或修改。


   2)輸入水深:當前水深需要現場觀測,據實輸入。點擊水深顯示框后面的鍵盤圖標,調出數字軟鍵盤進行輸入,每次測量都需輸入一次水深數據。


   3)選擇測法:支持一點法和三點法兩種測法,默認使用設置好的測法,可以臨時改變,變更本次有效,下次繼續使用默認測法。


   4)從哪個岸邊開始測量,一般是固定不變的,不能隨意調換,確需變更起始方向、顛倒測量順序的,需要進入設置界面進行更改。


   5)測流人員姓名一般無需選擇,只有上報數據要求同時上報操作人員的才需選擇,需提前設置錄入所有人員姓名。


 點擊“確定”保存,進入下一界面。

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5、查看當前測次、測位

   1)測次:一個測站的每次測量為一個測次。默認使用當前日期時間作為本測次的名稱,用于區分和分組測量數據。

 每次開機均為一個新測次,若需要繼續完成上次未完成的測量,需要選擇以前的測次。


   2)測位:每個流速測量點為一個測位,測位數量根據測線數量和測法確定,測線用英文字母A-Z表示,從起始岸邊依次排序,測位用位置的深度數字2、6、8表示,2即水深的20%位置,三點法的最上一個點位,6即水深的60%位置,三點法的中間點位、一點法的點位,兩者組合作為測位名稱。


   3)測位在界面上按順序排列,箭頭指向的測位為當前測位,每個新測次默認從第一個測線的最上一個測位開始測量,從淺到深,測完一個測線再測下一個測線,依次完成。


 可以手動更換測位,通過“換位”按鈕循環移動測位,任意選擇下一測位,比如對已經測過的測位進行補測,可以不按順序測量。


   4)選好測位,點擊“開始測量”開始測量。進入一下界面。

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6、開始測量

 開始測量,設備首先進入等待觸發狀態,只計時,不計數。第一個信號為觸發信號,設備開始從“0”計時和計數,同時切換成正在測量界面。

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7、正在測量

   1)正在測量界面的上部通欄為信號顯示框,從第一個信號開始,每個信號都以紅色圓點圖形方式顯示在時間坐標上,坐標長度60秒,到60秒換行,共兩行。圖形間的間距為信號間隔的時長。


   2)正在測量界面的下部通欄為信號間隔時長的數值序列,單位為毫秒,該序列數值用于計算信號均勻度值。


   3)計時時間超過100秒后的第一個信號為停止信號,設備自動停止計時計數,并自動計算流速和信號均勻度,計算完畢顯示測量結果并語音播報,自動進入下一界面。


   4)若從100秒開始一直沒有停止信號,則到120秒時自動停止計時計數,本次測量無效,不做計算,自動返回上一界面,測位不動。


   5)測量過程中可以隨時點擊“重測”,重新從“0”開始計時計數,也可點擊“取消”,取消本次測量,返回上一界面。

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8、測量完畢

   1)測量完畢,屏幕顯示測量結果,語音提示“測量完畢”并播報測量結果,播報順序為歷時、信號數、流速、均勻度。


   2)本次測量是否正確,可以從信號點的分布情況和均勻度值兩方面核實確定。

 信號點分布圖可以直觀顯示是否有異常信號存在,若信號點排列均勻,沒有間斷和過近或過遠的點,則信號完整,測量準確,若有異常排列的點,或排列間距雜亂無章,則本次測量存在問題,需放棄重測,若確是因為水流不穩引起的,需看規律是否與水流波動一直方可認定有效。


   3)均勻度值是信號間隔時間數據序列的均方差,用于通過數據判斷信號是否正常,均勻度值為整數,數值越小,均勻性越好,水流平穩且信號正常情況下,均勻度值小于10,水流波動較大的應在20以內較好,超過10 時需人工核對信號圖形是否有異常,20以上的可直接判斷為無效測量,實測中根據經驗使用該數值,沒有準確區分界限。


   4)確認結果有效,點擊“保存”,保存數據并返回測位選擇界面,繼續下一測位的測量。


   5)當最后一個測位測量完畢并保存數據后,本測次測量完成,設備自動計算斷面流量,并轉入下一界面。

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9、測量完成

   1)測量完成,屏幕顯示本次測流的測量結果,語音提示“測量完成”,同時播報測量結果,播報順序為當前水深、平均流速、實測流量。


   2)本界面顯示本測次的所有測位的流速值,可進行翻查檢驗,核對對比每組數據是否合理準確。


   3)需要上報本次測量結果的,需先外接通訊模塊,然后點擊“上報”上傳數據。無需上報的,直接關機,完成本站本測次的測量。

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六、技術說明

1、信號初級過濾與處理

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2、測線布置與流量算法

  (待添加

3、信號均勻度算法

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4、設備參數表

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七、管護與維修

1、電池維護

 內置電源為4節18650三元鋰電池,2串2并連接,電壓8.4V,容量10000mAh。須使用8.6V 1A鋰電池專用充電器充電。


 若長期不使用,請用硬關機開關徹底關閉電源以節省電量,應每2-3個月充電一次,防止鋰電池虧電損壞。


 鋰電池壽命一般3-5年,達到壽命后可自行更換,購買不帶保護板的普通18650鋰離子電池安裝即可,平頭尖頭均可,單個電池盒內的兩節電池為并聯,極性一致,注意不要按反,兩個電池盒間是串聯。


 更換鋰電池后需連接一次充電器進行激活。


2、日常保管

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八、意見征詢與合作開發

 人工流速儀法測流是明渠渠道和天然河道進行測流作業的基本方法,是相對精確的一種測流量水形式,使用范圍廣泛,在當前自動化測流量水技術設備還不太成熟、精度和可靠性還有待提高的情況下,這種方法還將繼續使用,同時作為其它測流量水形式的基本校核率定方法,在實現自動測流的站點,無論是建筑物量水還是標準斷面測流,都要以此作為衡量和率定精度的標準,或作為必要的輔助手段和備用測法繼續保留使用,因此通過使用本配套終端來提高傳統流速儀測流的效率、降低人工作業勞動強度是非常必要的。


 由于沒有投入過多力量進行深度研發,設備本身還有一些不足之處,歡迎各水利水文單位部門領導和一線測流量水人員結合實踐經驗提出寶貴意見,共同改進提高,不斷完善產品功能性能,也可按照自己業務特點和實際需求提出要求,進行定制開發。





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