超声波流量计检修规程.docx
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超声波流量计检修规程
TH-990超声波流量计检修规程
1目的
为了加强TH-990超声波流量计的维护保养和检修质量，使双转子流量计能长寿命、稳定实现测量作用，特制定本规程。
2 适用范围
适用于公司中用于生产过程自动控制的TH-990超声波流量计的维护、保养、检修。
3TH-990超声波流量计的工作原理
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，其关系符合下面表达式：
V=（MD/sin2θ）×△T/（Tup●Ｔdown）
其中θ为声束与液体流动方向的夹角
M为声束在液体的直线传播次数
D为管道内径
Tup为声束在正方向上的传播时间
Tdown为声束在正方向上的传播时间
T=Tup-Tdown
4运行维护
4.1TH-990超声波流量计的安装
4.1.1 避免在水泵、大功率电台、变频，即有强磁场和震动干扰处安装机器；
4.1.2选择管材应均匀致密，易于超声波传输的管段；
4.1.3 要有足够长的直管段，安装点上游直管段必须要大于10D（注：
D=直径），下游要大于5D；
4.1.4安装点上游距水泵应有30D距离；
4.1.5流体应充满管道；
4.1.6管道周围要有足够的空间便于现场人员操作，地下管道需做测试井，测试井如下：
4.1.7确定探头安装方式 超声波流量计一般有两种探头安装方式，即Z法和V法。
但是,当D < 200mm而现场情况为下列条件之一者,也可采用Z法安装：
1）当被测量流体浊度高，用V法测量收不到信号或信号很弱时； 2）当管道内壁有衬里时；3）当管道使用年限太长且内壁结垢严重时；
4.1.8求得安装距离，确定探头位置 1）将管道参数输入仪表，选择探头安装方式，得出安装距离；2）在水平管道上，一般应选择管道的中部，避开顶部和底部（顶部可能含有气泡、底部可能有沉淀）；3）V法安装：
先确定一个点，按安装距离在水平位置量出另一个点。
Z法安装：
先确定一个点，按安装距离在水平位置量出另一 个点，然后测出此点在管道另一侧的对称点。
4.1.9管道表面处理,确定探头位置之后，在两安装点±100mm范围内，使用角磨砂轮机、锉、砂纸等工具将管道打磨至光亮平滑无蚀坑。
要求：
光泽均匀，无起伏不平，手感光滑圆润。
需要特别注意，打磨点要求与原管道有同样的弧度，切忌将安装点打磨成平面，用酒精或汽油等将此范围擦净，以利于探头粘接。
4.1.10探头与仪表接线
4.1.11微调探头位置 接完线后把探头内部用硅胶注满，放置半小时，然后用硅胶和卡具把探头固定到打磨好的管道上（注意探头方向，引线端向外），然后观察仪表的信号强度、良度与传输时间比，如发现不好，则细微调整探头位置，直到仪表的信号达到规定的范围之内：
（信号强度：
一般应大于6.5，少数可根据现场具体情况另定。
） （信号良度：
低峰值一般为7～14，高峰值一般为25～80。
） （传输时间比：
在100±4范围之内，此值必须稳定。
4.1.12固定探头,仪表信号调整好以后，用所配卡具将探头固定好，注意不要使钢丝绳倾斜，以免拉动探头，使探头移位，再用硅胶将探头与管道接触的四周封住。
此胶凝固大约需一天时间，在未干之前必须注意探头防水。
（信号线的外屏蔽线必须可靠接地）。
4.2超声波流量计的使用
4.2.1TH-990系列超声波流量计通电后，首先运行自我诊断程序，如存在故障，则显示相应的错误信息。
从M01窗口可以看到机器正在调整放大器增益，显示器左上角显示S1，S2，S3，S4四个步骤后，机器自动进入正常的测量状态，显示器左上角显示“*R”字样。
4.2.1键盘操作
TH-990系列超声波流量计键盘说明如下：
0~9和·键用于输入数字或菜单号；
◄键用于左退格或删除左面字符；
/+和/-用于进入上一菜单或下一菜单，在输入数字时，相当于正负号键；
MENU键（以后文字描述时，简称为M键）用于访问菜单，先键入此键然后再键入两位数字键，即可进入数字对应的菜单窗口，例如输入管外径，键入MENU11即可，其中“11”是管外径参数窗口地址码；
ENT键，为回车键，也可称为确认键，用于“确认”已输入数字或所选择内容。
另一方功能是在输入参数前按此键用于进入“修改”状态。
蜂鸣器发出的按键盘提示“吡吡”音，可使用77号窗口选择第15项。
4.2.3判断流量计是否工作正常
健入MENU08如果窗口显示“*R”表示工作正常。
在此窗口显示中，如果有“E”字样表示电流环输出超量程100%，与57号窗口设置有关。
通过增大57号窗口输入值，“E”字样就不再显示；如果不使用电流环，可置之不理。
如果有“Q”字样表示频率输出超量程120%，与69号窗口设置有关。
通过增大69号窗口输入值，“Q”字样就不再显示；如果不使用频率输出，可置之不理。
如果有“H”字样表示接收超声波信号差。
处理方法见常见故障及处理方法。
如果有“G”字样表示仪器正在进行测量前的自动增益调整，一般是正常的。
只有当长时间总处于此状态，才说明机器不正常。
“I”表示接收不到超声波信号，检查探头连线是否连接正确，探头是否牢靠等。
“J”表示仪器硬件有故障。
有些硬件故障可能是暂时的，重新上电。
4.2.4辨别管道中的流体的流向
第一步、确认流量计已正常工作。
第二步、假设接到流量计主板上游接线处的探头为A探头，接到下游接线下的探头为B探头。
第三步、看瞬时流量值是“+”数，还是“-”数（“+”号不显示）；若是“+”数，说明流体的流向是A→B；若是“-”数，流体的流向是B→A。
4.2.5选择流量单位制
使用30号窗口可选择公制或英制流量单位制：
0选项表示公制，1选项表示英制。
使用方法：
键入MENU30ENT在屏幕的下行左侧显示‘>’表示进入选择状态，使用/+或/-选择出所需要的，再键入ENT确认。
4.2.6选择瞬时流量单位、累积流量单位
使用31号窗口选择瞬时流量单位：
键入MENU31进入31号窗口，键入ENT在屏幕的下行左侧显示表示进入选择状态，使用选择出所需要的流量单位，键入ENT进入选择时间单位状态，同选择流量单位一样，使用选择出所需要的时间单位，键入ENT确认。
使用32号窗口选择累积流量单位，方法与选择瞬时流量单位基本相同，选择的单位对正、负、净累积器都有效。
4.2.7选择累积器倍乘因子
倍乘因子用于扩展累积器的表示范围，使用33号窗口进行选择，选择的倍乘因子对正、负、净累积器都有效。
4.2.8打开或关闭流量累积器
使用34号窗口可对流量净累积器进行打开或关闭操作；使用35号窗口可对流量正累积器进行打开或关闭操作；使用36号窗口可对流量负累积器进行打开或关闭操作。
选择“开（YES）”表示打开累积器，选择“关（NO）”表示关闭累积器。
用户可根据对流量数据统计的需要对正、负、净累积流量进行选择使用。
4.2.9实现流量累积器清零
使用37号窗口选择对累积器进行清零，除初次安装外，一般不使用此功能。
4.2.10恢复出厂设置
键入MENU37，进入37号窗口后键入.◄键，就恢复为所有出厂设置。
但用户标定系数、网络地址等项目会保留用户所输入的值。
4.2.11使用阻尼器稳定流量显示
阻尼器的作用是稳定流量显示，其本质是一节滤波器，在40号窗口中输入时间常数，常数越大越稳定。
但太大时会造成测量显示滞后，数值显示迟钝，特别是当实际流量变化剧烈时，造成所显示的流量值不能及时跟随实际流量的变化。
所以一般情形下，该值取较小的值，一般取15~30秒。
该窗口属于数据型输入窗口，操作方法是进入此窗口后，直接输入时间常数，键入ENT确认。
4.2.12使用零点切除避免无效累积
窗口41中的数据称为低流速切除值，系统把流速绝对值低于此值的流量视为“0”对待。
这样可设置此参数，避免真实流量为“0”时，流量计产生的测量误差进行虚假的累积。
一般情况下，设置此参数为0.03m/s。
当流速大于低流速切除值后，低流速切除值和测量结果无关，绝不影响测量结果。
4.2.13设置零点提高测量精度
在流量为“0”时，各种测量仪器都会产生一个“零点”，但显示的测量值不等于“0”，该值就称为“零点”。
对任何测量仪器来讲，其存在的零点越小越好。
反之如果一台仪器零点太大，则说明其内在质量差。
如果零点不为“0”，就会产生测量误差。
并且所测量的物理量越小，零点引起的误差越大。
只有当零点同被测物理量相比小到一定程度时，才能忽略零点引起的误差。
对超声波流量计来讲,当流量较小时，零点引起的误差就不能忽略，需要进行静态置零,以提高小流量测量精度。
首先确认流体已经完全停止流动，处于静态并且流量计处于正常工作状态后，然后键入MENU42、键入ENT等待屏幕右下角的进程计数器减到“00”，即完成静态置零，仪器自动进入01号窗口显示操作结果。
如果发现还存在较大的零点，即流速还是较大，重复进行“置零”。
4.2.14修改仪表系数（标尺因子）进行标定校正
仪表系数是指“真值”和“示值”之比，例如当被测物理量为2.00时，仪器显示1.98，则其仪表系数为2/1.98。
可见仪表的系数最好恒为1。
但当仪表成批生产时，难以做到每台仪表的系数都为“1”。
其差异或不一致的程度就称为仪表的“一致性”。
质量高的产品其一致性必定好。
TH-990型超声波流量计出厂时仪表系数全为“1”，因为在设计上，做到了使其仪表系数只决定于晶体振荡器的频率和探头两个因素，而与其他电路参数无关。
所以仪表出厂时系数默认值全为“1”。
在窗口M45中输入真值/示值之比即可完成修正。
但由于使用时，还会存在管道等方面的因素差异，所以还会产生“仪表系数”，设置此参数用于修正不同管道引起的误差。
仪表系数必须根据实际标定结果输入。
4.2.15密码保护（加锁与开锁）
仪表加锁后也可以查阅所有菜单，但不能进行任何修改操作，避免无关人员错误操作。
加锁时，键入MENU47ENT，使用/+或/-选择“上锁”，键入ENT，输入1~4位数字密码，键入ENT确认。
开锁时，只能输入正确密码才能打开。
键入MENU47ENT，使用/+或/-选择“开锁”，键入ENT，输入正确密码，键入ENT确认。
请牢记密码，以免忘记密码无法操作流量计。
4.2.16使用键盘锁定，避免无关人员操作
解锁的方法是键入锁定时输入的密码。
锁定的方法是先进入锁定后欲显示的窗口，然后MENU48键入、再键入ENT，输入1~8位密码后，自动返回原窗口锁定。
例如欲键盘锁定时显示01号窗口内容，先进入01号窗口（如已在此窗口，免去此步），键入MENU48，再键入ENT，键入密码“12345678”，再键入ENT，即自动回到01号窗口锁定，此时键盘“失效”。
欲解锁直接在键盘上键入“12345678”，键入时显示器并不显示键入的数字，只有密码正确后，按其它键才正常。
4.2.17使用数据定时输出功能
第七版TH-990型超声波流量计能将数据输出至RS-232串口，可以进行数据定时输出的设置。
数据定时输出功能可设定输出内容、开始时间、间隔时间和持续时间。
输出内容在窗口M50中输入选择。
先选择“开（ON）”，然后按顺序选择输出内容（共15项），欲输出的内容键入ENT后，输出选择“开（ON）”，不输出的内容选择“关（OFF）”。
输出时间在51窗口中输入。
参见“窗口详解”一章中窗口50，51说明。
4.2.18使用4~20mA电流环输出
TH-990型超声波流量计的电流环输出精度优于0.1%，完全可编程，并可设置为4~20mA和0~20mA等多种输出模式，使用窗口M55进行选择。
参见“窗口详解”一章中窗口M55说明。
在窗口M56中输入4mA代表的流量值，在窗口M57中输入20mA代表的流量值。
例如某管道流量范围为0~1000m3/h，则在M56中输入0，窗口M57中输入1000即可。
如果流量范围为-1000~0~2000m3/h，不考虑流量方向，可使用20~4~20mA方式（在窗口M55中选择），在M56中输入1000，窗口M57中输入2000即可；如考虑流量方向，可选择使用0~4~20mA输出方式，当流量方向为负时，输出电流为0~4mA范围内，当流量方向为正时，输出电流在4~20mA范围内，输出方式在窗口M55中选择，在M56中输入“-1000”，窗口M57中输入2000。
使用窗口M58可以验证电流环本身是否已经“校准”，验证的方法是：
键入MENU58ENT使用/+或/-键顺序移出“0mA”、“4mA”、“8mA”、“16mA”、“20mA”字样，同时使用精密电流表测量电流环的输出电流，计算两者之间的误差，看是否在容许的误差之内，如不满足，参照本章3.36节对电流环进行校准。
窗口M59用于查看当前电流环输出电流值，此值随流量的变化而变化。
4.2.19输出模拟电压信号
在电流环输出的两端（21、22号端子）上并联一只250Ω的电阻，即可把4~20mA变换为1~5V的电压输出。
4.2.20使用频率信号输出
TH-990型超声波流量计具有频率信号输出功能，通过频率的高低表示瞬时流量的大小。
用户可以根据其实际需要自行重新设置频率信号的频率范围及所表示的瞬时流量的范围。
例如：
某管道流量范围为0~3000m3/h，要求输出对应频率信号123~1000Hz，可进行以下设置：
在窗口M68（下限频率信号流量值）中输入0；
在窗口M69（上限频率信号流量值）中输入3000；
在窗口M67（下限频率）中输入123；（上限频率）输入1000。
频率信号没有自己专用的输出电路，必须通过OCT实现输出，即在窗口M78中选择第13项，接线方式TH-990F1接线图。
4.2.21输出累积脉冲
TH-990型超声波流量计每流过一个单位流量，可以产生一个累积脉冲输出到外部计数设备上。
累积脉冲只能通过硬件OCT或继电器输出。
因此还必须对硬件OCT或继电器实行相应的设置（见窗口M78、M79）。
例如欲使用继电器输出正方向累积脉冲，每一脉冲代表0.1m3的流量，可进行下列设置：
在窗口M32中选择累积流量单位：
“立方米（m3）”；
2在窗口M33中选择倍乘因子：
“2.×0.1”；
3在窗口M79中选择：
“9.正累积脉冲输出”。
注意：
累积脉冲大小要选择合适，如果过大，输出周期太长；如果太小，继电器动作会太频繁，影响其使用寿命，并且太快时，会产生丢失脉冲的错误。
建议使用速率1~60脉冲/分钟。
4.2.22产生输出报警信号
TH-990型超声波流量计能产生两类报警信号：
声音报警信号和开关输出报警信号。
声音报警信号是通过内置蜂鸣器产生的，在窗口M77中选择蜂鸣器触发源。
开关输出报警信号是通过OCT或继电器的开闭输出到外部电路产生的报警信号。
TH-990型超声波流量计能在以下情况下产生开关输出报警信号：
1探头接收不到超声波信号；
2探头接收超声波信号太差；
3流量计没有进入正常测量状态；
4流量反向；
5模拟输出超量程100%；
6频率信号超量程120%；
7瞬时流量超出设定范围（使用软件报警器设定流量范围。
软件报警器有两个，分别称为：
报警器#1和报警器#2。
报警器#1的下限值位于窗口M73，上限值位于窗口M74；报警器#2的下限值位于窗口M75，上限值位于窗口M76。
）。
例1：
要求流量计在没有进入正常测量状态时产生声音报警信号的设置方法是：
在窗口M77中选择第二项“2.测量状态不正常”即可。
例2：
要求在瞬时流量超出300~1000m3/h时继电器输出报警信号，按如下三步设置：
（1）在窗口M73中输入300；
（2）在窗口M74中输入1000；
（3）在窗口M79中选择第6项“6.#1报警器越限”。
例3：
要求在瞬时流量超出100~500m3/h时OCT输出报警信号，在瞬时流量超出600~1000m3/h时继电器输出报警信号，按如下六步设置：
（1）在窗口M73中输入100；
（2）在窗口M74中输入500；
（3）在窗口M75中输入600；（4）在窗口M76中输入1000；
（5）在窗口M78中选择第6项“6.#1报警器越限”。
（6）在窗口M79中选择第6项“6.#1报警器越限”。
4.2.23使用蜂鸣器
TH-990型超声波流量计内置蜂鸣器是可编程的。
除设置按键发声外，用户还可以设定其他发声条件，系统产生报警信号或有累积脉冲输出等。
参见窗口M77说明。
4.2.24使用OCT输出
TH-990型超声波流量计的OCT输出是电气隔离的集电级开路输出。
开闭条件是可编程的，用户可以设定开闭条件为下列之一：
系统产生报警信号或有累积脉冲输出等。
频率输出信号也是从OCT输出的。
频率输出信号从64、65号接线端子输出，64号接线端子是集电极，65号接线端子是发射极。
注意接线时极性正确。
接线方式详见第1.7固定式标准型TH-990G接线图，并参见窗口M78说明。
4.2.25使用继电器输出
TH-990型超声波流量计的继电器输出是可编程的，用户可以设定开闭条件为下列之一：
系统产生报警信号或有累积脉冲输出等。
参见窗口M79说明。
继电器从71、72号接线端子输出，可外接计数器，报警器等。
4.2.26修改日期时间
日期时间一般情况下无需修改。
因为TH-990型超声波流量计采用了RAMTRON生产的万年历时钟芯片，可靠性很高。
万一需要修改时，进入窗口MENU60，键入ENT在屏幕的下行左侧显示‘>’表示进入修改状态，可使用▪移过不需修改的数字再键入ENT确认。
4.2.27调整LCD显示器
TH-990型超声波流量计的LCD显示器的背光和对比度可以通过窗口进行控制。
使用窗口M70进行背光控制。
键入MENU70，键入ENT在屏幕的下行左侧显示‘>’表示进入修改状态，使用/+或/-选择“常亮”，表示背光总亮，选择“常闭”，表示背光总关闭；选择“按键即点亮”，然后输入点亮时间“n”秒，表示按键后背光持续点亮“n”秒自动熄灭。
使用窗口M71控制LCD显示器对比度。
当发现显示器字迹不清或视角不正时，需要调节对比度。
键入MENU71键入ENT在屏幕的下行左侧显示‘>’表示进入修改状态，使用/+或/-增加或减小对比度值，观察显示屏幕，直到满意为止。
4.2.28使用RS232/RS485串行口
TH-990型超声波流量计自身带有RS-232标准DB9串行口，数据速率可在75~115200波特之间选择。
使用窗口M62进行串行口参数设置。
可设置波特率和校验位。
使用配套的RS-232C至RS-485转换装置可以很方便的把流量计连接在485总线上。
该转换装置是电气隔离的，便于应用于工业环境中。
参见“联网与通信协议”更详细的说明。
4.2.29查看每日、每月、每年流量
0100-07-21-----------＞3412.53M3
使用窗口M82可查问过去的前64天的历史流量数据和机器工作状态。
键入MENU82后选择第0子项“Day”将出
现如右面显示字样，左上角“00”-“63”表示序号；中间的“00-07-21”表示日期，右上角“-------”字样表示工作状态，如果状态栏只显示“-------”表示机器在工作日中工作完全正常。
如果出现其它字符，请参见错误代码说明。
下面数值3412.53表示该工作日一整天的净累计流量。
查阅月流量，键入MENU82后选择第1子项“按月查看”选项。
查阅年流量，键入MENU82后选择第2子项“按年查看”选项。
4.2.30连接压力信号和温度信号（模拟输入）
模拟输入可接入五路4~20mA的外界压力、温度等信号。
输入的模拟信号可以通过串行口送到上位机，方法见第七章“联网与通信协议”。
热量测量时，模拟输入AI1接供水温度传感器，模拟输入AI2接回水温度传感器。
窗口M06显示模拟输入当前电流数及其对应压力温度值。
模拟输入AI1连接在63、64号接线柱上，63号接线柱是公共地。
模拟输入AI2连接在63、65号接线柱上。
模拟输入AI3连接在63、73号接线柱上。
模拟输入AI4连接在63、74号接线柱上。
模拟输入AI5连接在63、75号接线柱上。
模拟输入AI3、AI4、AI5没有接线柱，如果用户需要请联系厂家解决。
4.2.31实现断电时间段内流量的自动补加
在窗口M83中选择“开（ON）”项，则此后断电时间段内丢失的流量，可在上电时自动补加到流量累积器中。
选择“关（OFF）”项，此项功能失效。
4.2.32使用工作计时器
窗口M72显示自上次清零操作以来，仪器已工作的时间。
键入ENT后再选择“是（YES）”项，可对工作计时器“清零”。
4.2.33使用手动累积器
键入手动累积器开始累积，再键入ENT停止。
4.2.34使用定量（批量）控制器
批量控制器可对流量进行定量控制。
TH-990型超声波流量计的内置批量控制器可使用键盘或模拟输入信号的上升沿或下降沿作为输入进行控制，输出可使用OCT或继电器。
使用模拟输入作为控制信号时，在模拟输入端输入大于2mA的电流信号表示“1”状态，“0”电流表示“0”状态。
使用窗口M80选择控制输入信号，使用窗口M78（OCT输出）或M79（继电器输出）选择第8项“作为定量器输出”，则会在OCT或继电器输出上产生输出信号。
定量值在窗口M81中输入。
输入定量值后，即启动批量控制器，参考M80和M81说明。
4.2.35对模拟输出进行校准
一般情况下，除非使用者发现使用窗口M58校验电流环所显示的电流值与实际输出的电流值不一样，否则不要进行此项操作。
因为每一台流量计出厂前，厂家已进行了严格的校准。
对模拟输入进行校准前必须先展开硬件调试窗口，展开的方法是：
键入MENU-0ENT，输入密码“4213068”再键入NET展开。
展开只在本次通电时间段内有效，断电后自动关闭，密码失效。
键入MENU-0ENT，进入对电流环输出4mA进行校准状态，使用精密电流表测量电流环的输出电流，同时使用/+或/-键调节锁显示的数字的大小，观察电流表电流的大小直到显示4.00时停止调节，即表示已经4mA校准。
这时再键入ENT进入对电流环输出20mA进行校准状态，方法同4mA校准。
校准结果会自动储存在机内的EEPROM中，断电也不会丢失。
4.3超声波流量计的检修
4.3.1对超声波流量计检修前，征得调度及工艺人员同意并签字，工艺人员现场监护各项安全措施落实到位后，方可开始超声波流量计的检修。
4.3.2 配备一台同类型的便携式超声波流量计，对在线运行的超声波流量计发生流量突变时，要利用便携式超声波流量计进行及时核校，查清流量突变的原因，弄清楚是仪表发生故障还是流量确实发生了变化。
4.3.3通过窗口详解了解错误代码，清楚故障及原因。
详见工作时错误代码原因及解决办法。
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
程序存储器校验错误
*系统ROM非法或有错
*同厂家联系
存储数据错误
*内存参数数据有误
*出现此信息时键入回车，所有参数恢复出厂时设置
系统数据存储器错误
*系统存储数据区出错
*重上电/同厂家联系
测量电路硬件错误
*子CPU电路致命错误
*重上电/同厂家联系
主频或时钟慢错误
主频或时钟快错误
*系统时钟有错
*重上电/同厂家联系
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