杭州阳健仪表超声波多普勒流速仪/流量计产品技术

作者：阳健仪表发布时间：2026-08-30 点击数：

超声波多普勒流速仪/流量计产品技术说明书

小型超声波多普勒流速仪 & 流量计

文档版本：V1.0

发布日期：2025年08月

摘要

本说明书对小型超声波多普勒流速仪及流量计的技术原理、性能参数、结构特性及应用场景进行了系统阐述。该产品基于超声波多普勒效应原理，通过测定流体中运动粒子散射声波的多普勒频移来获取流速数据，结合内置压力式水位计测量水深，利用速度面积法计算流量。产品无机械转动部件，不惧泥沙堵塞和水草缠绕，适用于天然河道、明渠、城市排水管道、灌区渠道等多种场合的流速流量测量。

超声波多普勒流速仪/流量计产品技术

1. 产品概述

超声波多普勒流速仪/流量计是利用声波在流体中传播的多普勒效应原理进行流速流量测量的仪器。通过测定流体中运动粒子散射声波的多普勒频移，得到流体的流速，结合内置压力式水位计获取水深数据，利用速度面积法计算流量。

产品无转动部件，采用超声波技术探测流速，无摩擦、无惯性，测量点在机体前方，不破坏流场。具有测量精度较高、量程较宽、感应灵敏、不惧泥沙和漂浮杂物等特点，适用于需要连续精确测量流速、流量的环境。

2. 工作原理

2.1 多普勒效应原理

在超声波多普勒流量测量方法中，超声波发射器为一固定声源，随流体一起运动的固体颗粒或气泡起了与声源有相对运动的"观察者"作用。入射声波与反射声波之间的频率差，即多普勒频移，正比于流体流速。

通过测量频差可以求得流速，进而结合断面面积计算出流体流量。

2.2 流量计算方法

产品包含以下传感器协同工作：

1. 流速传感器：利用多普勒效应测量水体流动速度

2. 压力式水位计：测量水深

3. 水温传感器：测量水体温度，用于声速补偿

通过测得的流速及水位，结合断面尺寸（矩形、梯形、圆形或不规则断面），采用速度面积法计算断面流量。

3. 技术参数

3.1 流速测量参数

参数项目	技术指标
流速测量范围	0.02 ~ 5.00 m/s
流速测量精度	±1.0% ± 1cm/s
流速分辨率	1 mm/s
响应时间	实时刷新

3.2 水位测量参数

参数项目	技术指标
水位测量范围	0 ~ 10 m
水位测量精度	±1 cm
水位分辨率	1 mm

3.3 流量测量参数

参数项目	技术指标
流量测量范围	0.001 ~ 999999999 m³/h（取决于断面尺寸）
流量测量精度	±3%
流量分辨率	0.001 m³/h

3.4 温度测量参数

参数项目	技术指标
温度测量范围	-20℃ ~ +65℃
温度测量精度	±0.5℃
温度分辨率	0.1℃

3.5 环境条件

参数项目	技术指标
工作温度	0℃ ~ +60℃
存储温度	-20℃ ~ +80℃
防护等级	IP68（探头）

3.6 电气参数

参数项目	技术指标
电源	DC 10 ~ 24V
工作电流	12V时小于0.1A
功耗	≤1W
输出信号	RS485（Modbus-RTU协议）
通讯接口	RS485
存储容量	2M（可扩展）

3.7 安装方式

安装方式	说明
支架投入式安装	利用测杆或支架将探头固定于被测水体中
底部安装	将探头固定于渠道或管道底部
侧壁安装	将探头固定于渠道或管道侧壁

4. 产品特点

1. 无机械转动部件：不存在泥沙堵塞或水草、杂物缠绕问题，适用于泥沙悬浮物含量高、水草等漂浮物多的河流

2. 宽量程：流速测量范围0.02~5m/s，分辨率达1mm/s

3. 高响应时间：测量结果实时刷新

4. 速度面积法流量测量：适合满管及非满管，可自由设定断面水位关系

5. 内置温度传感器：可用于水温测量和声速补偿

6. 流体力学外壳设计：对水体流态影响小，不影响测量精度

7. 防腐蚀外壳设计：能够在恶劣环境下长期工作

8. 测量线性：出厂已校准，长期使用也无需频繁校准

9. 配有数据接收软件：可读取实时数据和累计数据

5. 产品结构与型号

5.1 产品分类

型号类别	说明
低水位基础型	适用于浅水工况
基础型	标准流速测量
低水位增强型	浅水工况增强版
增强型	高性能流速测量

5.2 结构组成

1. 水下探测探头（传感器）
1.1 流速传感器（多普勒换能器）
1.2 压力式水位计
1.3 水温传感器
1.4 外壳材质：PVC / ABS

2. 信号传输电缆

3. 数据采集与显示终端（手持控制器或上位机）

6. 安装说明

6.1 安装要求

1. 探头安装应确保测量点位于水体流动稳定区域

2. 避免安装在水流死角、回水区或漩涡区

3. 探头应固定牢固，避免水流冲击导致位置偏移

4. 探头安装方向应对准来水方向

5. 电缆线应固定良好，避免被水流冲断或缠绕杂物

6.2 低水位安装要求

低水位型流速仪适用于浅水工况，安装时需确保探头完全浸没于水中，且水位不低于最低工作水深要求。

7. 使用与维护

7.1 使用前准备

1. 检查探头外观是否完好，电缆是否有破损

2. 将探头与数据终端正确连接

3. 设置断面参数（断面形状、尺寸等）

4. 将探头放入水中，等待读数稳定

7.2 维护周期

维护项目	建议周期	说明
探头表面清洁	每次使用后	清除探头表面附着物和淤泥
电缆检查	每3个月	检查电缆外皮是否破损、接头是否良好
密封性检查	每6个月	检查探头密封是否完好，防止进水
数据校准	每12个月	与标准流速仪进行对比校准
存储数据导出	定期	及时导出存储数据，防止数据溢出丢失

8. 常见故障排除

故障现象	可能原因	解决方案
无流速数据	探头未完全浸入水中或接线不良	检查探头浸没状态和接线
流速数据异常	探头安装位置不当或水流不稳定	调整安装位置
水位数据偏差	压力传感器进水口堵塞	清洁压力传感器进水口
通讯异常	RS485接线错误或参数设置不当	检查接线和通讯参数设置
数据波动大	水体中悬浮物过少或气泡过多	确认测量环境是否满足多普勒测量条件