多普勒流量计 用户手册
2026-06-29 16:43:19 admin
一、产品介绍
1.1 产品概述
声学多普勒流速仪利用声波在流体中传播的多普勒效应，通过测定流体中微小颗粒物及气泡散射声波所产生的多普勒频移，测得流体的速度。再结合内置扩散硅压力传感器所提供的液位数据，利用速度面积法，得到测定流体的流量。适合于明渠、河道及非标准断面的流速流量测量以及于各种满管和非满管场景的流速流量测量。
声学多普勒流速流量计具有高精度、高可靠、高智能、特别适用于污水排放、自然河流流量、灌溉流程、水量损失 / 深入、河流和潮汐的研究、海岸侵蚀研究、海水牧场等监测。
1.2 产品特点
一体化设计，内置多种传感器可同时测得流速，液位，温度等数据。
以速度面积法为原理测得流量数据，无水头损失，可在非标准断面使用工作。
采用多普勒原理测流速，可满足低流速，低液位条件工作。
无机械转子结构，不扰乱流场，流态。
可测量瞬时流量和累积流量。
数字信号处理层面采用快速傅里叶变换算法，测量数据稳定可靠。
安装简单快捷。
1.3 技术参数
表格
| 参数名称 | 参数详情 |
|---|---|
| 流速 | 量程：0.02m/s-10m/s
|
| 液位 | 量程：0-10m
|
| 流量 | 量程：0.001m³/s 到 9999m³/s 取决于实际断面
|
| 供电范围 | 7.5-16VDC |
| 采集周期 | 可设定 |
| 接口类型 | RS485（Modbus） |
| 储存温度 | -20-80℃ |
| 工作温度 | 0-60℃ |
| 防护等级 | IP68 |
| 外壳材质 | PVC |
二、产品参数
2.1 产品可设置参数
表格
| 流量计参数 | 详情 |
|---|---|
| 设备地址 | 出厂默认地址：001
|
| 断面设置 | 此断面为待测管道或渠道的截面，可选形状有梯形、圆形，矩形。
|
| 压力微调 | 此设置为未测水位时，探测器内部压力传感器的值，用水柱表示。
|
| 液位补偿 | 范围是 00.000～999999.000m。
|
| 流速补偿 | 设置流速修正系数，单位为 %。
|
| 采样间隔 | 采样间隔为前一次采集结束至下一次采集开始的间隔，单位为秒（s）。
|
2.2 外观尺寸
产品外观图
产品尺寸图
2.3 端口接线说明
共有 5 根线，其中红色有两根，黑，黄，绿各 1 根。红色线接电源正极，黑色线接电源负极，绿色线接 485 模块的 A 接头，黄色线接 485 模块的 B 接头，另一根未剥出线头的红色线悬空。
表格
| 电源正极 | 悬空 | 电源负极 | 485 的 B 接口 | 485 的 A 接口 |
|---|
三、产品安装调试
备注：用户需根据现场环境定制，本手册仅提供安装支架参考。
3.2 安装场景
圆形管道安装：
矩形渠道安装：
梯形渠道安装：
3.3 安装步骤
1. 准备好底板、安装支架，将放置流量计的底板焊接到支架上。
2. 根据安装地点的实际状况，准备对应的安装方案 (案例为应用到窨井中)。
3. 根据安装位置的对应需求安装对应高度的支架，将其拼接锁牢。
4. 将流量计安装到底板支架，然后放入水中测试 (测试过程中需要修改流量计的相关配置，可以使用电脑配置工具对其进行配置) 查看当前安装点位的数据。
5. 流量计测试没有问题后，将承接支架的卡座安装固定在井壁上。
6. 将支架固定放好，确认无误后完成安装。
四、产品故障及解决方式
4.1 上电后输出无数据
问题：流量计连接上数采仪或者 485，供电连接上后读取不到数据。
解决：
1. 用万用表测量流量计供电端口供电是否在 7.5-16V 之间。
2. 供电正负极是否正确。
4.2 RTU 采集不到流速
问题：流量计接上 RTU 后运行采集不到数据。
解决：
1. 流量计和 RTU 的 RS485 接线端子 “A” 和 “B” 是否正确对应。
2.RTU 的传感器配置类型是否为 RS485 传感器。
3.RTU 和水位计的通信波特率是否一致，流量计默认为 “9600”。
4.RTU 的 RS485 地址是否和水位计一致，流量计默认地址是 “001”。
5.RTU 或上位机的 “流速补偿是否设置为 0。
4.3、采集到的液位数据不对
问题：流量计采集反馈的液位数据不对。
解决：
1. 读取设备信息，查看流量计参数设置是否有误。
2. 将流量计置于空气中，点击读取原始压力。
3. 将读取到的原始压力与现在设备的压力对比查看是否有误，如果不对或差距过大则将原始压力通过压力微调修正。
五、出厂配置
用户手册 1 份。
多普勒流量计 1 套。
合格证 1 份。
螺丝 4 颗。
六、通信协议
设备主要提供 RS485 通信协议
6.1 协议说明
声学多普勒流速流量计采用 Modbus 通信协议，流量计作为从机。
波特率：9600 数据位：8 校验位：无 停止位：1
Mod bus 寄存器说明
表格
| 寄存器地址 | 寄存器长度 | 数据类型 | 寄存器说明 |
|---|---|---|---|
| 0x0000 | 2 | Float | 液位数据，单位 m |
| 0x0002 | 2 | Float | 流速数据，单位 m/s |
| 0x0004 | 2 | Float | 水温数据，单位℃ |
| 0x0006 | 2 | Float | 瞬时流量数据，单位 m³/s |
| 0x0008 | 2 | Float | 累计流量数据，单位 m³ |
| 0x000A | 1 | UINT | Modbus 地址设置 |
| 0x000B | 1 | UINT | 采样间隔设置 |
| 0x000C-0x000F | 4 | 预留 | 预留 |
| 0x0010 | 1 | UINT | 矩形安装管道宽度 |
| 0x0011 | 1 | UINT | 圆形安装管道宽带半径 |
| 0x0012 | 1 | UINT | 梯形安装管道角度 1 |
| 0x0013 | 1 | UINT | 梯形安装管道角度 2 |
| 0x0014 | 1 | UINT | 梯形安装管道底宽 |
| 0x0015 | 1 | UINT | 液位补偿值 |
| 0x0016 | 1 | UINT | 流速修正系数 |
| 0x0017 | 1 | UINT | 当前设备安装管道截面积形状 |
| 0x0018 | 1 | UINT | 当前设备程序版本 |
| 0x0019 | 1 | UINT | 当前压力版本返还 01: 绝压，02: 表压 |
| 0x001A | 1 | UINT | 清除累计流量 |
| 0x0020 | 1 | UINT | 矩形高度 |
| 0x0021 | 1 | UINT | 梯形高度 |
A、数据帧格式：
地址 功能码 数据内容 校验
1 字节 1 字节 不定长 2 字节
B、功能码 0x03：
利用 Modbus 通信协议的 0x03 功能码，读取流量计的数值（1 个或多个数值）。
C、功能码 0x06：
利用 Modbus 通信协议的 0x06 功能码，修改流量计的 1 个参数。
主机的命令格式是从机地址、功能码、起始地址、字节数及 CRC 码。从机响应的命令格式是从机地址、功能码、数据区及 CRC 码。数据区的数据是二进制码，二个字节，高位在前。CRC 码都是二个字节，低位在前。
6.2 信息帧格式举例 (从机地址以 0x01 为例)
A、功能码 0x03—— 读取指令
指令：
下发指令格式
表格
| 从机地址 | 功能码 | 寄存器起始地址高 8 位 | 寄存器起始地址低 8 位 | 寄存器数量高 8 位 | 寄存器数量低 8 位 | CRCL | CRCH |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0x01 | 0x03 | 0x00 | 0x00 | 0x00 | 0x06 | 44 | 0C |
返还指令格式
表格
| 从机地址 | 功能码 | 返回字节数 | Data1H | Data1L | Data2H | Data2L | … | CRCL | CRCH |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0x01 | 0x03 | 0x0C | 0x00 | 0x00 | 0x00 | 0xC5 | … | 0xXX | 0xXX |
例：
下发：01 03 00 00 00 08 44 0C
返回：01 03 10 3D B3 1C 8C 3E 47 0A A1 41 96 00 00 3B BD E1 F0 E1 08
3D B3 1C 8C -- 液位数据
3E 47 0A A1 -- 流速数据
41 96 00 00 -- 水温数据
3B BD E1 F0 -- 瞬时流量数据
若读取单独数据，如读取温度信息，则变更起始位置（0000+2（一项数据两个字节）*2（温度前有水位，流速数据）=0004），变更寄存器个数为 2（一项数据两个字节）。
即发送：
01 03 00 04 00 02 85 CA
地址 功能码 起始地址 读取个数 CRC
收到：
01 03 04 41 E9 1F 24 72 33
地址 功能码 字节数量 温度 CRC
若读取水位 + 流速数据
则发送：
01 03 00 00 00 04 44 09
地址 功能码 起始地址 读取个数 CRC
收到：
01 03 08 49 74 23 F3 00 00 00 00 66 CC
地址 功能码 字节数量 水位 流速 CRC
B、功能码 0x06—— 修改指令（以下默认从机地址为 1）
（1）修改 Mod bus 地址 ——00 0A
Modbus 从机地址，寄存器位置为 10 (0x000A)，字节数为 2， 16 进制。
（2）设置采样间隔 ——00 0B
采样间隔为前一次采集结束至下一次采集开始的间隔，单位为秒（s），寄存器位置为 11 (0x000B)，字节数为 2， 16 进制。
（3）设置矩形渠宽度 ——00 10
单位为厘米（cm），寄存器位置为 16 (0x0010)，字节数为 2，16 进制。
（4）设置圆形管道半径 ——00 11
单位为厘米（cm），寄存器位置为 17 (0x0011)，字节数为 2，16 进制。
（5）设置梯形管道角度 1——00 12
单位为度，寄存器位置为 18 (0x0012)，字节数为 2，16 进制。
（6）设置梯形管道角度 2——00 13
单位为度，寄存器位置为 19 (0x0013)，字节数为 2，16 进制。
（7）设置梯形管道宽度 ——00 14
单位为厘米（cm），寄存器位置为 20 (0x0014)，字节数为 2，16 进制。
（8）设置液位补偿值 ——00 15
单位为厘米（cm），寄存器位置为 21 (0x0015)，字节数为 2，16 进制。
设置流速修正系数 ——00 16
单位为百分比（%），出厂默认值为 100。寄存器位置为 22 (0x0016)，字节数为 2，16 进制。
读取当前管道形状 ——00 17
读取当前管道形状参数。寄存器位置为 23 (0x0017)，字节数为 2，16 进制。写入当前管道形状参数。01 为矩形，02 为梯形，03 为圆形。
读取当前设备程序版本 ——00 18
读取当前设备程序版本。寄存器位置为 24 (0x0018)，字节数为 2，16 进制。
读取当前设备压力版本 ——00 19
读取当前设备压力版本，1 绝压，2 表压。寄存器位置为 24 (0x0018)，字节数为 2，16 进制。
清除数据 ——00 1A
清除设备累计流量。寄存器位置为 26 (0x001A)，字节数为 2，16 进制。
矩形高度 ——00 20
单位为厘米（cm），寄存器位置为 32 (0x0020)，字节数为 2，16 进制。
梯形高度 ——00 21
单位为厘米（cm），寄存器位置为 33 (0x0021)，字节数为 2，16 进制。
C、修改设备参数案例
如设置从机地址为 2，采样间隔为 5s，矩形渠宽度为 220cm，设置圆形管道半径为 60cm，设置梯形管道角度 1 为 45 度，设置梯形管道角度 2 为 45 度即发送具体报文见下表。
表 1.1 修改指令的举例说明
表格
| 地址 | 功能码 | 寄存器位置 | 修改值 | CRC 校验 | |
|---|---|---|---|---|---|
| 设置 mod bus 地址 | 01 | 06 | 00 0A | 00 02 | 28 09 |
| 设置采样间隔 | 01 | 06 | 00 0B | 00 05 | 38 0B |
| 设置矩形渠宽度 | 01 | 06 | 00 10 | 00 DC | A8 51 |
| 设置圆形管道半径 | 01 | 06 | 00 11 | 00 3C | D9 DE |
| 设置梯形管道角度 1 | 01 | 06 | 00 12 | 00 2D | E9 D2 |
| 设置梯形管道角度 2 | 01 | 06 | 00 13 | 00 2D | B8 12 |
| 设置梯形管道宽度 | 01 | 06 | 00 14 | 00 C8 | C8 58 |
| 设置液位补偿值 | 01 | 06 | 00 15 | 00 14 | 98 01 |
| 设置流速修正系数 | 01 | 06 | 00 16 | 00 6E | E9 E2 |
| 清除数据： | 01 | 06 | 00 1A | 00 00 | A8 0D |
6.3 数据解析
采用 IEEE754 标准单精度浮点数。IEEE754 标准单精度浮点数由 1 位符号位＋8 位阶码＋23 位尾数组成，用四位十六进制数表示。如 124.75 用十六进制表示为 42 F9 80 00。计算方法是：
124.75 换算成二进制：1111100.11
用科学计数法表示为：1.11110011*2^6
阶码 6＋127＝133，并用 0 表示正，1 表示负。因此 124.75 的二进制数为：
0 10000101 11110011000000000000000 (B)＝42F98000 (H)
例：
水位数据解析：
3C 3F B1 5B (水位数据) 排序方式 1、2、3、4，数据类型 IEEE754 转换 10 进制得 0.0117 米。
水温数据解析：
41 12 00 00 (温度数据) 排序方式 1、2、3、4，数据类型 IEEE754 转换 10 进制得 9.125 度。
流速数据解析：
3D 5E 31 0B (流速数据) 排序方式 1、2、3、4，数据类型 IEEE754 转换 10 进制得 0.054246 米 / 秒。
累计流量数据解析：
44 8C 71 47 (累计流量数据) 排序方式 1、2、3、4, 数据类型 IEEE754 转换 10 进制得 1123.539916 m3/s
6.4 CRC 计算步骤
1. 预置 16 位寄存器为十六进制 FFFF (即全为 1)，称此寄存器为 CRC 寄存器。
2. 把第一个 8 位数据与 16 位 CRC 寄存器的低位相异或，把结果放于 CRC 寄存器。
3. 把寄存器的内容右移一位 (朝低位)，用 0 填补最高位，检查最低位。
4. 如果最低位为 0：重复第 3 步 (再次移位)。
5. 如果最低位为 1：CRC 寄存器与多项式 A001 (1010 0000 0000 0001) 进行异或。
6. 重复步骤 3 和 4，直到右移 8 次，这样整个 8 位数据全部进行了处理。
7. 重复步骤 2 到步骤 5，进行下一个 8 位数据的处理。
8. 最后得到的 CRC 寄存器即为 CRC 码。
9. 将 CRC 结果放入信息帧时，将高低位交换，低位在前。
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