一、产品简介
1.1概述
LSC-1/32型超声波明渠流量计是徐州市伟思水务科技有限公司依据SL/186-1997《超声波流速仪》、GB/T21303-2007《灌溉渠道系统量水规范》等国家规范，自行研制与生产的一款针对明渠渠道流量检测的专业设备，具备测量精度较高、安装与维护简单和使用寿命较长等特点。
1.2工作原理
(1) 流速测量
图：计算依据
图：整体示意图
多层时差法流速仪是利用多组超声波换能器分层（每层一对）安装于灌渠二侧。通过采集控制器分时的控制每层的超声波换能器相向交替收发超声波。通过检测超声波在水中顺流和逆流传播的时间差来间接的算出水的流速。其每层的流速为：
式中：V为层流速，C为超声波在水中的传播速度，△t为超声波在该层顺逆流的时差，X为同层的超声波换能器在水流方向上的距离。
通过分层的算出各自的流速进而可以算出该断面的平均流速，积算仪表或上位机得到这个流速后结合液位传感器测出的液位算出断面积进而计算出断面的流量。
(2) 流量测量
流量测量原理是在规则的某处断面，实时检测通过该断面的不同水层的流速，通过多次采集，而后通过数据建模方式得出平均流速。结合该断面的结构形式（如：梯形渠、U型渠和矩形等）和当前水位，依据《水力学》的计算公式，适当的修正粗糙系数，最终计算出该断面的瞬时流量，一般以5分钟为时间单位频率，若特殊需求，可提高采集频率，以便达到更高的精准度。
1.3设备组成
本测流设备主要有多层时差法流速仪、高精度水位计（磁致伸缩或磁编码器浮子式等）一体化积算仪、传输模块和供电单元组成。
图：系统组成
1.4系统功能与特点
我司通过对国内外诸多厂家的明渠测流设备功能与特点的统计与分析，总结出普遍存在诸多问题后（如：渠道结构多样性、水质较差，漂浮物较多、淤泥沉淀和阻水等情况），为了能解决传统产品的局限性，针对性的设计与研发了本测流系统，经过在诸多项目中的实际应用，取得了的应用效果。
(一) 系统优势
² 多层次结构：本测流系统采用2、3、4层结构，通过测量不同水深的层流速，并多次取值，通过数据建模方式求得0.6H处平均流速，具有的准确性；
² 嵌入式结构：多层流速仪和水位计均以嵌入式的安装在渠道两次，不阻水、避免水草、漂浮物等附着，大大减少了维护工作量；
² 由于本测流系统采用多层传感器结构，运行一段时间后可建立层流速分布模型，即：即使只有一层传感器仍能正常工作，本系统设备依旧可以高效的工作。
² 采用IP68防护等级：本系统中的磁致伸缩水位计、流速换能器均具备IP68防护标准，即使在渠道水势较高，淹没全部设备时，依旧可以正常工作。
² 可修正：随着时间的推移，渠道结构的变化，可通过人工率定方式，在一体化积算仪中输入率定参数，可进一步校正本系统的精准度。
(二) 技术参数
(1) 流速仪（传感器）
² 测量声道：1-4声道
² 适应能力：含气泡、杂质、颗粒较少的流体
² 测量分辨力：0.01m/s
² 测量精度：±5.0%(现场标定后）
² 流速范围：0.01m/s--1.2m/s
² 渠深范围：0.5-10M
² 工作温度：1-50℃
² 防护等级：IP68
(2) 积算仪
² 数据显示：LCD四行中文液晶显示
² 电源电压：DC12V±10%
² 整机功耗＜300ma
² 显示内容：流量、累积流量、流速、液位等
² 输出信号：RS485
² 工作温度：1-50℃
² 防护等级：IP65
(3) 水位计（磁致伸缩水位计、磁编码浮子水位计或雷达水位计等可选）：
² 测量范围：0-5m；0-10m；
² 水位变率：>40cm/min
² 分辨力：1mm
² 测量准确度：≤±(2mm± 0.2%F·S)
² 输出形式:RS485接口：MODBUS协议
² 电源电压：直流12V
² 环境温度：-10℃～—+50℃
² 相对湿度；<>
² 防护等级：IP68
1.5 产品选型及适应要求
(1) 选型表
| 三层时差法明渠流量计 | ||||
| 序号 | 设备选型 | 换能器层数范围 | 适用渠道宽度 | 水位计类型 |
| 1 | LSC-1000 | 2-4层（可选） | 0-100cm | 磁致伸缩 |
| 2 | LSC-500 | 2-4层（可选） | 0-300cm | 磁致伸缩、浮子式 |
| 3 | LSC-200 | 2-3层（可选） | 0-1000cm | 浮子式、雷达式 |
(2) 产品图
图：LSC-200、LSC-500产品图
图：LSC-1000 产品图
1.6设备安装说明
1.6.1 设备安装现场图
图：整体结构
图：LSC-1000现场安装图
图：LSC-200、LSC-500现场安装图
1.6.2接线与安装注意事项
(1) 积算仪接线说明：
² 对岸换能器（层）
² 对岸换能器（第二层）
² 对岸换能器器（第三层）
² 电源，485通讯接口
² 本岸换能器（层）
² 本岸换能器（第二层）
² 本岸换能器（第三层）
² 水位计接口
² 显示屏开关
(2) 安装
² 安装地点：要求安装点应离开闸门与泵站一定的距离，且上下游应有一段平直渠道。
² 每对超声波换能器安装高度要一致，且角度要对准，角度以小于60度为宜，安装后用膨胀镙栓固定机壳后再用水泥抹平。
² 联接导线要穿管安装并二次仪表的接线表连线。
2 日常使用维护
本设备主要是用于明渠流量监测的领域，为了能很好的解决和避免在灌溉过程中被杂草、漂浮物所缠绕、干扰，我司特此研发了本系统，很好的解决了以上情况的发生，但对泥沙的沉淀是无法避免的，在日常使用与维护过程中，请详细阅读下章节。
2.1 杂物清理
(1) 定期观察或根据系统管理平台，观察水位与流速的关系，以此可以判断换能器部位有无杂物遮挡，如有杂物遮挡，需要及时清理；
(2) 1-3个灌溉期结束后，需要及时清理水位计测井的泥沙沉淀，可根据当地水质含沙量处理；
(3) 定期观察河道底部的泥沙沉淀与换能器的距离，若泥沙将换能器掩埋，则，即可清理，此类情况发生极少。
2.2 故障诊断
2.2.1 一体化遥测积算仪维护
一体化遥测积算仪具备流量计算和数据远传功能，数据远传一般通过GPRS通讯方式，需要流量卡支持，此时流量卡一般采取包年制，用户在使用过程中需要注意以下几个方面：
(1) 若软件管理平台接收不到数据，请查看：
² 流量卡是否欠费；
² 若不欠费，现场查看供电问题，可用万用表检测电压是否低于11V，查看积算仪状态灯是否正常：
² 如果上述均正常，则，将手机卡从设备中取出，从新插入：
1）将SIM卡正确插入卡槽并检查是否卡紧；2）将天线接头拧入RTU一端的天线插座中，注意旋紧插头使插头、插座接触可靠。若使用吸盘天线，应将吸盘天线可靠吸附在铁质金属表面。注意：吸盘天线不得放在金属箱体内部，并且应尽量远离其他金属体。
(2) 设备故障
通过以上步骤监测，若均无法接收到数据，此时设备故障概率较大，可通过观察信号指示灯有无闪烁，若无闪烁或不亮，则，设备故障，此时请通知厂家。
2.2.2 多层时差法换能器维护
(1) 换能器故障：换能器一般是裸露在渠道上，此时须注意观察换能器表面，有无被石头或者其他杂物磕碰现象，若换能器被损坏，则需要更换；
(2) 现场查看两岸的换能器有无出现无对齐情况，此时可通过厂家配备的激光仪校核，若出现偏差，则需要调整位置，此类偏差发生的情况是有可能河道中的石头或杂物撞击后的结果。
