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一 概 述
§1.1 引 言
欢迎您使用我公司研制生产的新一代UFT系列西安超声波流量计/超声波热量计/流量变送器。
新一代UFT系列超声波流量计/超声波热量计/流量变送器是在UFT第七版及第十一版超声波流量计的基础上，集11年专业生产制造超声波流量计的技术与经验，采用TI的MSP430FG4618低功耗单片机，.新开发的高性能、低价格、可靠性好、功能强大的全新系列产品。新产品无论在测量精度、测量稳定性、通讯协议、使用方便性等方面都较原第7版超声波流量计有了很大的提高。同时实现了生产过程中元器件参数无调整化，生产工艺更简单更可靠，产品一致性好，从而保证每一台出厂产品都达到.佳性能。
在软件操作菜单上继续延用第七版超声波流量计友好的用户界面，只是个别菜单的功能做了改动或增加，保证了公司的老用户非常简单容易的掌握。
新一代UFT系列超声波流量计/超声波热量计 /变送器目前有四个不同式样的主板版本供用户选用，这四个版本分别称为第十二版、第十三版、第十四版和第十五版，简称为UFT12，UFT13，UFT14，UFT15。
本说明书适用于 变送型(UFT12主板)、模块型(UFT13主板）、简易变送型(UFT14主板）、固定分体式(UFT13主板、UFT15主板）、固定一体式(UFT12主板、UFT13主板或UFT14主板）等型号的产品。并对产品的安装、操作及通讯进行详细介绍。
§1.2 工作原理
当超声波束在液体中传播时，液体的流动将使传播时间产生微小变化，其传播时间的变化正比于液体的流速，零流量时，两个传感器发射和接收声波所需的时间相同（..可实际测量零流量的技术），液体流动时，逆流方向的声波传输时间大于顺流方向的声波传输时间。其关系符合下面表达式：
1.3 主板电气原理框图
1.4 特点
新一代的UFT系列超声波流量计/超声波热量计/流量变送器继承了原有产品的优点外，同时还具有以下特点：
(1) 每个周期采样次数提高到了128次(第七版流量计每个周期采集50次) ，测量结果更稳定，能够满足绝大多数清水和污水以及多种化学液体的流量测量需求，甚至含有大量悬浮物的纸浆也可以测量。
(2) 使用了电气隔离的直流电源供电，使主机可靠性和抗干扰性大大提高。在变频和高压条件下可以更稳定的工作。对于主机单独工作，又不具备24V电源的应用场合，用户可以选用一市售功率为2W左右的24V电源适配器(或我公司提供的串口键盘操作显示器) 给主机供电。对于现场无电源的情况，用户可以选用15W的太阳能电池板配接12V/30AH铅酸电池组可以实现连续一周时间阴天的连续供电。
(3) 测量主机板上都带有标准的隔离RS-485接口，能够同时支持MODBUS，M-BUS两种标准协议，并兼容原7版流量计协议以及汇中公司产的多种流量计水表协议。
(4) 测量主板上都带有一个串行扩展总线接口，用户可以选用各种功能扩展模块进行功能扩展。可扩展功能有4～20mA电流环输出、频率信号输出、大容量数据记录、热敏打印机等功能。
(5) 测量主板可以使用多种不同接口的键盘显示器进行操作及设参。一种是插接在主板并口上的并行键盘显示器，一种是挂接RS485上的串口键盘显示器。当使用挂接在RS485接口的键盘显示器时，测量主机(详见第四章 并口及串口键盘显示及操作) 可以安装或者放置在测量现场。而RS485接口的键盘显示器可以安装在远至1KM之外仪表控制室中。具有抗干扰性强、工作可靠、节省传感器信号电缆等特点。同时带有RS485的串口键盘显示器还能够为现场主机提供工作电源。
(6) 主板(UFT15除外) 都具有一个96段LCD数段式显示器。能够显示数十个常用测量数值及仪表参数。参数设置完成以后，主板可以单独工作，而不再需要键盘显示器。用户可以使用主板的按键翻查数段式显示器。
(7) 主板(UFT14除外) 具有两路三线制PT100铂电阻输入电路，接入铂电阻就成为一个完整的超声波热量计。同时增加了温差灵敏度功能,防止长期低流速或者低温差时热量的无效累积。
(8) 主板(UFT14除外) 具有三路模拟输入回路。可输入压力、液位等物理量，作为简易RTU使用。
(9) 软件操作窗口增加了一个故障计时器(位于菜单M+9) ，当仪表不能正常计量时，时间值就会增加。
(10) 具有多达8种不同的语言界面供选用。
(11) 主板可以适用任何类型的传感器，包括外缚式，插入式，π型管段式，标准管段式。一体式标准管段传感器的管道参数以及标定参数全部由生产厂家输入完成，用户不再需要输入任何参数，只要接通电源流量计就可以工作。
§1.5 性能参数
| 项目 | 性能/参数 | ||||
| 测 量 主 机 | 准确度 | 1.0 % | |||
| 重复性 | 0.2% | ||||
| .大流速 | 64m/s | ||||
| 测量周期 | 500mS (每秒2次，每个周期采集128组数据) | ||||
| 测量原理 | 超声波时差原理，4字节IEEE754浮点运算 | ||||
| 显示接口 | 可连接2×10背光型汉字或者2×20字符型液晶显示器 | ||||
| 操作 | 外接16键轻触键盘以及PC计算机设参软件 | ||||
| 输入 | 3路4-20mA输入可选，准确度0.1% ，可输入压力、液位、温度等信号，也可以作为数字接口使用 | ||||
| 两路三线制PT100铂电阻输入回路，可实现热量计量功能（焓差法） | |||||
| 输出 | 电流信号 (可选模块)：4-20mA, 阻抗600Ω浮空，准确度0.1% 。 频率信号 (可选模块)：1-9999Hz之间任选，OCT输出。 脉冲信号：正、负、净流量及热量累计脉冲，双路OCT输出 (其中1路脉冲宽度6~1000ms间可编程，默认200ms) 。 报警信号：双路OCT输出，可选近20种源信号。 数据接口：隔离RS485串行接口。 | ||||
| 通讯协议 | MODBUS协议、MBUS协议、FUJI扩展协议，推荐使用MODBUS-RTU协议或者MODBUS-ASCII协议 | ||||
| 其它功能 | 自动记忆前64日、前32个月、前2 年的累积流量和工作状态；自动记忆前16次上、断电时间和流量并可实现自动或手动补加； 可编程定量控制器（可使用外部输入信号或MODBUS指令启动）； 1个双向串行接口可连接多个如4~20mA、数据记录器等外部设备； 工作参数可固化到机内的FLASH存储器中，上电时自动调出； 用户能够通过传送来的代码文件实现软件升级 故障自诊断功能。 故障时间计时器。 | ||||
| 工作电流 | 50mA (不连接键盘显示和蜂鸣器不响的条件下) | ||||
| 备用电池 | 使用CR2032，在24VDC断电条件下保持10万小时数据不丢失 | ||||
| 环境温度 | -10℃～70℃ (大于此温度范围要求请与厂家联系) | ||||
| 工作时间 | 连续 | ||||
| 版 本 号 | UFT12 | UFT13 | UFT14 | UFT15 | |
| 电 源 | 24VDC | 8~30VDC | 24VDC | 85~264VAC/24VDC | |
| 尺寸(mm) | Φ84 | 116×62 | 92×36 | 150×95 | |
| 传感器 | 外缚式 | 标准S1型，适用管径DN15～100mm 标准M1型，适用管径DN50～700mm 标准L1型，适用管径DN300～6000mm 高温S1H型，适用管径DN15～100mm 高温M1H型，适用管径DN50～700mm 其它厂家的传感器 | |||
| 插入式 | 测量管道材质不限（不停产安装）适用于管径DN80以上。 | ||||
| 管段式 | π型管段式：适用于管径DN25-DN40，整机测量精度±0.5% 标准管段式：适用于管径DN50～DN1000，整机测量精度±0.5% | ||||
| 信号电缆 | 专用SEYV75-2屏蔽双绞线缆，出厂标配5米，特定场合单根可加长至500 米（不推荐）。 | ||||
| 防护等级 | IP68(可浸水工作) | ||||
| 可测管道 | 管材 | 钢、不锈钢、铸铁、PVC、铜、铝、水泥管等一切质地密致管道，允许有衬里。 | |||
| 衬材 | 环氧沥青、橡胶、灰浆、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酯、聚乙烯、硬质橡胶、胶木、聚四氟乙烯。 | ||||
| 内径 | 15mm～6000mm（π型管段式内径可小至2毫米） | ||||
| 直管段长度 | 上游≥10D，下游≥5D，距泵出口处≥30D。 | ||||
| 测量介质 | 种 类 | 水、海水、酸碱液、食物油、汽、煤、柴油、原油、酒精、啤酒等能传播超声波的均匀液体。 | |||
| 浊 度 | ≤20000 ppm，污水测量效果好，绝大多数污水管道可稳定测量。 | ||||
| 温 度 | -40℃～160℃ | ||||
| 流 向 | 可对正反向流量分别计量，并可计量净流量。 | ||||
§1.6 用途
可广泛应用于石油化工、冶金、电力、水利、自来水公司、能源监测等几乎所有液体的在线计量与系统监测，实现各类流体的流速、流量、累积量的计量与检测及流量开关、流体辨别等功能。
二 产品介绍
新一代UFT超声波流量计/超声波热量计/超声波变送器由测量主板、功能扩展模块及远程显示操作终端等部分组成。用户可根据自身的需求选用合适的配置。.简易的配置只需一块测量主板和一付传感器就可以完成流量计量功能。
§2.1 变送型超声波流量计/热量计
UFT变送型超声波流量计/热量计是将UFT12主板封装在一个密封浸水型铸铝壳体内组成一个完整的现场主机，工作电源为单一直流24VDC(08年下半年更改为8-36VDC)，标准隔离RS485输出。现场测量主机（一次表）可以焊接在被测管道上或者是挂在测试井壁上。也可以通过带有RS485接口的键盘操作显示器（二次表）设置参数或连接到远至1KM之外仪表控制室中。同时二次表（220VAC或24VDC）还能够同时为现场主机提供工作电源。具有造价低、抗干扰性好、工作可靠等特点。
§2.1.1 可选配件
⑴外缚式传感器（标准L1型、标准M1型、标准S1型、高温S1H型、高温M1H型）
⑵插入式传感器（标准插入B型、水泥插入B型）
⑶管段式传感器（π型管段式、标准管段式）
⑷远端二次操作仪表（壁挂式、盘装式）
⑸PT100三线制铂电阻（用于实现热量计量功能）
⑹管箍（用于铸铁、玻璃钢、PVC等不可以直接焊接被测管材的插入传感器安装）
⑺SEYV75-2型专用双绞屏蔽电缆
⑻电源及RS485四芯电缆
⑼本地测量主机支柱（用于将一次表焊接在被测管道上）
⑽超声波测厚仪（用于测量管道壁厚，减少人为误差，提高测量精度）
§2.1.2 接线图及外形尺寸图：
§2.2 经济型超声波流量变送器
UFT经济型超声波流量计是将UFT14主板（UFT12、UFT13主板的简化版）封装到一个密闭壳体中。工作电源为单一隔离24VDC，标准隔离RS485输出，只保留了流量测量功能，其它如模拟输入、模拟输出等功能需要通过板上的串行扩展接口外挂功能扩展板才能实现。UFT14主板除适合做成低成本流量变送器外，还适合做为多通道超声波计的一个通道板。
§2.2.1 可选配件
⑴外缚式传感器（标准L1型、标准M1型、标准S1型、高温S1H型、高温M1H型）
⑵插入式传感器（标准插入B型、水泥插入B型）
⑶管段式传感器（π型管段式、标准管段式）
⑷远端二次操作仪表（壁挂式、盘装式）
⑸管箍（用于铸铁、玻璃钢、PVC等不可以直接焊接被测管材的插入传感器安装）
⑹SEYV75-2型专用双绞屏蔽电缆
⑺电源及RS485四芯电缆
⑻ 超声波测厚仪（用于测量管道壁厚，减少人为误差，提高测量精度）
§2.2.2 主板尺寸图 (92x36mm)：
§2.3 超声波流量/热量变送模块
UFT型超声波流量/热量模块（UFT13）是在我公司的第十一版超声波变送器模块的基础上研发的。将UFT13主板装在一个标准的带轨道安装的塑料壳体内，不连接键盘操作显示器可独立工作，既可以作为单个独立的超声波流量计/热量计工作，也可以多个组合完成管网区域流量或热量计量，同时也可以多个模块组合成一台多声道超声波流量计/热量计，具有体积小、重量轻、价格低等特点，特别适合于系统集成商的配套工程使用，是水利及供热系统等联网监控项目的..流量以及热量测量仪表。
