江苏华仪测控技术有限公司
众所周知，目前国内外市场上的超声波流量计主要分为时差法（包括频差法、相位法）和多普勒法两种，前者用于测量净水，后者用于测量污水和浆体。对测量介质的选择性，是目前超声波流量计的主要局限。
LDZ型流量计是基于微处理器技术，自身完备的流量测量仪表，与其它常规型流量计或其它超声波流量计相比具有下列更多的优点。 ✧ 全窗口化的软件操作，使用方便可靠，并且功能多。
✧ 高可靠性、高适用性、强抗干扰性设计，可用于几乎全部工业环境中。
✧ 优化的智能信号自适用处理，使用者无需任何电路调整，并加快了流量计的响应时
间，使安装更容易简单。
✧ 串口RS232或485通信，有线（电话网）无线（中国移动GPRS或短信）方式进行远
程计算机联网。
✧ 四行中文显示，在带背光液晶显示器上显示流量、流速、累积量等。
✧ 时差二合一流量计可同时监测净水、污水两条管道，也可同时监测一条管道，同时
显示时差法和多普勒法测量结果。
✧ 时差巡检可同时测量5条管道，5路可编程模拟4~20mA输出。
✧ 便携式流量计带有自动充电的机内电源，可连续工作6小时以上，并备有市电和外
接直流电源输入插座。
✧ 完备的输出信号包括继电器、集电极开路、频率信号输出、4~20mA电流环模拟输出
等，带倍乘因子（量程）的机内七位数长的正向、负向、净流量独立工作，并可通过继电器或集电极开路电路输出累计脉冲和频率输出信号。
✧ 两路模拟输入可输入压力、温度、液位信号，配接温度变送器可实现热量测量。
在测量技术上，LDZ型流量计使用了可达0.2nS超高分辩率、超高线性、超高稳定的时间测量电路，加上机内使用的32位长数字处理程序，保证了LDZ型流量计比其它任何类型的流量计具有更高的分辩率和测量范围。
在设计上，采用了世界上最先进的集成电路及微处理器智能控制，实现了生产过程中元器件参数无调整化，提高了产品可靠性，产品一致性好，保证每一台出厂的机器都达到最佳性能、最好工作状态。
工作原理
当超声波束在液体中传播时，流体的流动将使传播时间产生微小变化，并且其传播
时间的变化正比于液体的流速，由此可求出液体的流速。
如图1所示：在待测流量管道外表面上，按一定相对位置安装一对超声探头。安装 方式分为“Z”法和“V”法。一个探头受电脉冲激历产生的超声脉冲，经管壁—流体—管壁为第二探头所接收。从发至收超声管壁为第二探头所接收。从发至收超声脉冲传播时间，依其顺逆流向分别为：
MD/COSθ MD/COSθ TUPTDOWN C0＋VSINθ C0－VSINθ
其中：M——声束在液体中的传播次数
——管道内径 θ——超声波束入射角
0——静止时流体声速
——管内流体沿管轴向的平均流速 TUP——声束在正方向上的传播时间 TDOWN——声束在逆方向上的传播时间 △T——声束在正逆两个方向上的传
播时间差
图1
根据式(1)和式(2),可得出流体沿直径方向上的平均流速：
MD △T
× SIN2θ TUP ×TDOWN
（3）
LDZ型流量计适用于净水、污水和浆体 的测量。上述公式是在理想情况下得到的，实际上工业管路中液体流动情况是十分复杂的。结垢、管内粗糙等众多因素影响，使一般超声波流量计的测量精度大打折扣。超声波流量计由于采用了世界最先进的直接时间测量方法并考虑了温度及管内粗糙等影响，通过标准校正曲线或用户经验校正曲线的方法来克服液体流场分布的不均匀情况，可使测量精度大大提高，特别是使用静态设置零点的方法，可使测量线性度优于0.5%。
典型用途
水，污水、海水、给水和排水
发电厂（核电、火力和水力） 热力、供热、供暖、冶金、矿山 石油、化工、食品和医药、造纸和制浆 节能监测、节水管理 流量巡检、流量跟踪和采集 自动化制造和检测 热量测量、热量平衡 泄漏检测
流量、热量计算机化管理、监控网络系统等
可选备件
1、 固定式流量计专用微型打印机及其消耗材料 2、 大、小型传感器 3、 双屏蔽专用电缆
4、 LDZ系列专用UPS不间断电源（72小时）
5、 RS485接口板、串行口数据记录器、超声波测厚仪（用于测量管道壁厚，提高流量计
的使用精度）
6、 GSM短信息流量数据查询模块（可以用普通手机查阅流量计数据）
外形图和接线图
时差单一型 LDZ-1
厚度65mm
时差巡检 LDZ-1X（S）
俯视图
接线图
时差单一型（LDZ-1）:
～
接
口
时差巡检：LDZ-1X(S)
RS232
420mA
N 电源输入
GND
L
外壳屏蔽电源输入
模拟输入
性能指标
二、开始安装测量
超声波流量计的安装在所有流量计的安装中是最简单便捷的，只要选择一个合适的测量点、把测量点处的管道参数输入到流量计中，然后按照安装距离把探头捆绑在管道上即可。 检查LDZ型流量计
第一次使用固定式或便携式LDZ型流量计，请检查运输中机壳是否受到了挤压等损坏，开壳检查是否有螺丝脱落，连线是否松动。 探头接线
连接线请参考第6页上的接线图连接，上游传感器的红色芯线接到UP+端子上，黑色芯线接到UP-端子上，下游传感器的红色芯线接到DN+端子上，黑色芯线接到DN-端子上。如果有屏蔽外皮，请接到GND端子上。
建议一般情形下，都要使用专用电缆。专用电缆损耗小，抗干扰性好，能保证仪表长期可靠工作。
选择测量点
选择测量点时要求选择流体流场分布均匀的部分，为了保证测量精度。一般应遵循下列原则：
✧ 要选择充满流体的管段，如管路的垂直部分或充满流体的水平管段。
✧ 测量点要选择距上游10倍直径，下游5倍直径均匀直管段，没有任何阀门等干扰
要充分考虑管内壁结垢状况，尽量选择无结垢的管段进行测量。实在不能满足时，需把结垢作为衬里进行设置，以求较好的测量精度。
输入内容和步骤
LDZ型流量计常规测量时需输入下列参数：
1. 管壁厚度 2. 管道外径 3. 管材
4. 传感器安装方式：Z型（出厂已设定） 5. 系数：1（出厂已设定） 6. 电流：3000（出厂已设定）
7. 传感器类型（因为主机可支持多种不同探头） 8. 零点：0（出厂已设定） 9. 巡检通道数量
上述参数条件的输入步骤一般遵循下列快速设置步骤顺序：（【】中表示对应按键） 1. 键入【MENU】【1】【1】进入M11窗口输入管壁厚度【ENT】 2. 键入【MENU】【1】【2】进入M12窗口输入管外径【ENT】 3. 键入【MENU】【1】【3】进入M13窗口选择管材【ENT】 4. 键入【MENU】【1】【4】进入M14窗口选择安装方式【ENT】 5. 键入【MENU】【1】【5】进入M15窗口设定系数【ENT】 6. 键入【MENU】【1】【6】进入M16窗口设定电流【ENT】 7. 键入【MENU】【1】【7】进入M17窗口设定传感器类型【ENT】 8. 键入【MENU】【1】【8】进入M18窗口设定零点【ENT】 9. 键入【MENU】【1】【9】进入M19窗口设定巡检通道数【ENT】 10. 欲在主菜单中移动，键入【MENU】，按【▲】或【▼】 11. 欲在子菜单中移动，键入【MENU】，按【▲】或【▼】
LDZ型流量计采用了窗口化软件设计，各种不同的参数输入和设置使用了用“MENU”键和两位数字键区分表示的窗口，请仔细阅读本章后面的内容和下章对各个窗口的详细解释，熟悉LDZ型流量计的软件操作方法后，可发现其操作方法实际上既简单又方便。
安装探头
在安装探头之前，须把管外欲安装探头的区域清理干净，除去一切锈迹油漆，选择 出管材致密部分进行探头安装：在探头的中心部分和管壁涂上足够的耦合剂，然后把探 头紧贴在管壁上捆绑好。 时差法探头安装方式：
1、 两个探头要安装在管道管轴的水平方向上
2、 探头的安装方向要正确
安装探头过程中，千万注意在探头和管壁之间不能有空气泡及沙砾。在水平管段上，要把探头安装在管道截面的水平轴上，以防管内上部有气泡。
如果受安装地点空间的限制而不能水平对称安装探头，可在保证管内上部分无气泡的条件下，垂直或有倾角地安装探头。
常用时差探头安装方式有两种。分为V法、Z法。下面分别说明。 V法
V法一般情况下是标准的安装方法，使用方便、测量准确。可测管径范围为25mm至大约100mm：安装探头时，注意两探头水平对齐，其中心线与管道轴线水平。
V法 ── 侧视图
传感器
V法 ── 截面图
V法 ── 顶视图
Z法
当管道很粗或由于液体中存在悬浮物、管壁结垢太甚及衬里太厚，而造成V法不能正常工作时，要选用Z法安装。原因是：使用Z法时，超声波在管道中直接传输，没有折
射（称为单声程），信号衰耗小。 Z法可测管径范围为50mm至大约6000mm。
Z法 ── 侧视图
Z法 ── 截面图
Z法 ── 顶视图
探头间距以两探头的中心点之间距离为准。在输入了所需的参数以后，自动显示安装距离。
1. 将紧固件安装在管道上，用不锈钢带将其固定在管道上，不应松动。 2. 铺设好电缆由电缆接入孔接到接线盒中的接线端子上。
3. 多普勒传感器应安装在管道的同心圆周上，固定一只传感器，在圆周上找另一个测
量点，每个传感器换能器正面，涂上一厚层耦合剂后，将传感器换能器面与管壁接触，放置在紧固组件中，并用压紧盖板将传感器压紧，耦合剂应从传感器四周的缝隙中挤出，形成一道密封条。紧固螺铨钮紧，注意四个螺铨用力要均匀，不要使传感器偏移。
4、 一般竖管安装点在一周任意选点安装，横管厂家建议传感器左右安装而不是上下安装，这样仪表信号接收更强。 插入式传感器的安装
LDZ-1型超声波流量计的插入式传感器为我公司的第二代产品，是集外夹式传感器与标准管段式传感器二者优点的产品，其特点为：
1. 解决了由于管道内壁结垢或腐蚀严重时，使用外缚式传感器信号弱测量不正常
的难题。
2. 使用的专用开孔工具可以使传感器在带压不停水的情况下安装，保证生产的正
常稳定运行，并使之达到日后维护。
3. 该传感器的超声波发射晶体与被测量液体直接接触，提高了测量精度和机器的
运行稳定性。
4. 相对电磁流量计，在大口径管道上既经济了许多，又可靠、准确。 要求
1、传感器排序：安装位置由下至上，编号为1~5，如果安装3声道按1、3、5位置安装，并按1~5顺序接入主机1~5声道；
安装场地
安装插入式传感器需要较大的空间，在仪表井中管壁到墙壁之间的距离至少540mm以上。即宽度W >（D+540×2）mm。(如图1) 图1
纵向管道长度L>（D+1000）mm。（如图2） 图2
安装超声波流量计需要一定的直管段，一般上游大于10D，下游大于5D（D为直径），距泵出口或阀门处要大于30D。详见技术说明书第二章。
该示意图插入三组超声波传感器（U型安装）
300mm
2、工具
安装插入式传感器需要专用开孔定位工具、专用球阀底座2个、2寸钢制球阀两个、生料带等。
检查安装
检查安装是指检查探头安装是否合适、是否能够接收到正确的、足够强的、可以使机器正常工作的超声波信号，以确保机器长时间可靠的运行。通过检查接收信号强度、总传输时间、时差以及传输时间比，可确定安装是否最佳。
安装的好坏直接关系到流量值的准确，流量计是否长时间可靠的运行。虽然大多数情形下，把探头简单地涂上偶合剂贴到管壁外，就能得到测量结果，这时还是要进行下列的检查，以确保得到最好的测量结果并使流量计长时间可靠的运行。
信号质量（针对时差法）
信号质量是指收信号的好坏程度。超声波流量计使用00~99的数字表示信号质量。00表示信号最差；99表示信号最好，一般要求在60以上。
信号质量差的原因可能是干扰大，或者是探头安装不好，或者使用了质量差、非专用的信号电缆。一般情形下应反复调整探头，检查耦合剂是否充分，直到信号质量尽可能大时为止
当信号强度太低时，应重新检查探头的安装位置、安装间距以及管道是否适合安装。
设置仪器细节
LDZ型超声波流量计通电后，首先运行自诊断程序，如存在故障，则显示相应的错误信息（参见故障查找章节）。诊断程序后，既可进行各项设置。
设置通过访问显示窗口（菜单）输入各类参数（条件）进行，访问显示菜单窗口的方法参见本章“访问显示窗口”一节。
使用者所输入的任何参数，LDZ型流量计将永久记忆，直到使用者再次修改。并且下次上电后，机器将自动按使用者上次所输入的参数进行工作。
LDZ型流量计工作时总是处在某一个显示窗口上的同时完成所有的任务，不论在哪一个显示窗口上，包括测量、输出等任务是照常完成的。
窗口总体介绍
LDZ型流量计的特色是全部使用窗口操作。选好点并设置好机器以后，可通过众多的窗口显示，得到各种测量结果或使用诊断窗口确诊机器正常工作。 共有三种不同的窗口，如下；
10号窗口是显示窗口，显示瞬时流量、累积流量、当前日期时间、模拟输入等。 11-19号窗口是初始参数操作窗口，在这些窗口中输入诸如管道外径、管壁厚度、管材、传感器类型、传感器安装方法等。 20-21
访问显示窗口
1、 欲在主菜单中移动，键入【MENU】【窗口地址码＃】键入【▲】或【▼】 2、 欲在主菜单下访问子菜单，键入【▲】或【▼】 直接访问任一窗口，可键入【MENU】【窗口地址码＃】，例如：欲进入管外径输入窗口（地址码M12），键入【MENU】【1】【2】，即可。 所有地址码的安排基本遵循了下面的规律： 1、 M10测量量值显示 2、 M11－19基本参数设置 3、 M20－29流量单位设置
因此，地址码并不需要一定记住，只需记住大体位置。使用时暂时进入大体相邻的窗口，然后使用【▲】或【▼】键找到欲访问窗口。
三、显示窗口详解
流量00000.00m3h 流速＋00.0000m/s 累积000000.000m3 信号太弱 流量检测：0 信号检测：1 抗扰检测：2
时差：00000.0nS 信号质量：60 A：027816 027816 B：027816 027816
LDZ-1流量累积／主菜单显示
用于显示瞬时流量，流速和累积量 本窗口只用于选择显示测量数据 仪表通电后即可显示
本窗口用于选择检测方式，键入【MENU】【1】【0】
·显示流量测量数据键入：【0】 ·显示信号检测键入：【1】
·当现场有外界信号干扰时检测键入：【2】
选择“信号检测”，用于检测传感器是否安 装在最佳位置
·信号质量在60以上之间，传感器位置良 好
LDZ-1X（S）流量累积／主菜单显示
本窗口只用于选择显示状态，键入【MENU】【1】【0】
流量检测：0 定点检测：1-8 抗扰检测：8 信号检测：9 通道1正在检测： 流量：00000.00m3
/h 流速：1+00.0000m/s 累积：000000000 通道2正在检测： 流量：00000.00m3/h 流速：1+00.0000m/s 累积：000000000 通道1正在检测： 流量：00000.00m3/h 流速：1+00.0000m/s 累积：000000000 时差：00000.0nS 信号质量：80 A：027816 027816 B：027816 027816 ·通道巡回检测键入：【0】 ·一通道定点检测键入：【1】
·二通道定点检测键入：【2】,键入1-8可 以进行8个通道定点检测抗扰检测键入： 【8】 ·信号检测键入：【9】
瞬时流量／瞬时流速/累积量
选择“1通道定点检测”，用于显示1通道瞬 时流量，流速和累积量 ·选择本窗口对1通道进行检测 选择“2通道定点检测”，用于显示2通道瞬 时流量，流速和累积量 ·选择本窗口对2通道进行检测
选择“抗扰检测”，用于显示瞬时流量，流速 和累积量
·选择本窗口自动进行抗干扰巡回检测
选择“信号检测”，用于检测传感器是否安装 在最佳位置
·信号质量在80以上之间，传感器位置良好
主初始设置菜单
请输入菜单编号 MENU ：
该显示是主菜单初始设置的入口，它包含有管道壁 厚、管外径、管 材、管道安装方式等，键入【MENU】【窗口地址码＃】键，输入参数值，按【ENT】确认 每访问一次主菜单，按一次【MENU】键
MENU】【1】【1】
壁厚：X mm
本窗口输入管道壁厚。如：时差巡检输入第一通道管道壁厚，按【▼】键依次输入其它通道管道壁厚,按【ENT】确认
MENU】【1】【2】
管外径：XXX mm
本窗口输入管道外径，如：时差巡检输入第一通道管外径，按【▼】键依次输入其它通道管外径，按【ENT】确认
MENU】【1【3】
管材：0碳钢 1不锈钢 2铸铁 3塑料
本窗口选择管道材料。如：管材是碳钢按【0】
管材是不锈钢按【1】 管材是铸铁按【2】 管材是塑料按【3】 按【ENT】确认
MENU】【1】【4】
安装方式：
0－V 型
1－Z 型
本窗口用来选择探头安装方式，有以下2种方
式供选择
“0” V法安装 “1” Z法安装
时差一般选用Z型按【1】，按【ENT】确认
MENU】【1】【5】
系数1：1.00
本窗口设定流量系数。
此流量系数设为：1 (出厂设定)，按【ENT】确认
MENU】【1】【6】
电流：
本窗口设定电流值为：5000 (出厂设定) 根据用户最大流量值1.5倍设定,此最大流量值单位是： m/h,按【ENT】确认
3
MENU】【1】【7】
传感器：0 小号 1中号 2大号
本窗口用来选择传感器类型有以下各项供选择：小号按【0】、中号按【1】，大号按【2】,一般时差主机选大号,按【2】，按【ENT】确认
零点【MENU】【1】【8】
零点1：0.00
本窗口用来设定零点,出厂值设为“0”按
【ENT】确认
MENU】【1】【9】
请输入：2-7 5
本窗口用于设定比较电频参数，一般设定5， 按【ENT】确认，出厂已设定。
MENU】【1】【9】
巡检通道数量：
本窗口用于设定测量管道数量，按【ENT】确 认
累积量清除/修改菜单
累积量清除/修改【CLR】
按住【CLR】两秒钟后放开显示
总清除：0 通道清除：
1-2
本窗口用于清除总累积量
·总累积量清除键入【0】,此时累积量都为0
LDZ-1X一通道累积量清除/修改
本窗口用于清除/更改一通道累积量
·一通道累积量清除/更改键入【1】 ·累积量清除键入9个“0”
·累积量修改时，如果累积量值小于9 位数时，前面要输人0,例如要输入12345,
操作时输入“000012345”,按【ENT】确认
累积量2：000000456 请输入： 本窗口用于清除/更改二通道累积量
·二通道累积量清除/更改键入【1】 ·累积量清除键入9个“0”
·累积量修改时，如果累积量值小于9位 数时，前面要输入0,例如要输入12345,操作
输入“000012345”,按【ENT】确认
其它通道累积量清除/修改同上
四、电流环输出与流量
电流输出特性与流量见下面图示
4－20 mA方式输出特性
实际上在4－20mA电流输出方式中，输出电流表示的是流量。电流输出值为4mA时，流量为0, 电流输出值为20mA时，流量为最大值。
在菜单【MENU】【1】【6】中，电流设定，实际上是最大流量设定。根据用户最大流量值1.5倍设定设定此电流值。此流量值单位是： m/h
例如：管径是100mm, 最大流量是2000 m/h, 设定电流值为：3000
利用一只电阻可方便地把电流输出变换为电压输出，例如使用一只250Ω电阻可把4－20mA变换为1－5V的电压输出。
结合电流环校准窗口或电流输出量程窗口，实际上还可方便地利用一只电阻把电流输出变换为0－20V之间的任一段电压输出。
3
3
五、通 讯
所概述需硬件
为LDZ型流量计具有完善的通信协议，硬件直接支持调制解调器（MODEM）,是最节省也是最可靠的基于电话线的流量数据监控网络系统组成。还可以通过RS232-RS485转换板接入RS－485总线。也可以使用本公司生产的GSM短信息模块板，通过短信息传输流量/热量测量数据。该模块板可以多机组网，还可以使用普通手机（移动电话）查看流量计的工作状态和测量数据。
组网时可选择两种基本结构构成，即只采用LDZ型流量计的模拟电流输出法或直接采用LDZ型流量计的RS232串口通讯法。
数据的传输链路，在短距离时可直接使用RS-232C(0~15米)或RS-485(0~1000米)，
20
在中长距离时可采用电流环、无线电传输、MODEM、GSM短信息。
数据的传输采用命令应答方式，即上位机发出命令，流量计做出相应的回答。 通过配套转换器流量计可以通过USB接入计算机，可以把流量计采样数据发送给计算机，用本公司配套软件显示采样数据的图表或曲线，用户也可以根据需要与本公司协商定制所需软件。
串行口管脚定义
LDZ型流量计使用同PC机兼容的DB9或IDC10插座，其定义如下：
PIN1 空 PIN2 RXD PIN3 TXD PIN4 DT PIN5 地 PIN6 DSR PIN7 RTS PIN8 CTS PIN9 空
上位机的连接
同上位机的连接一般使用三根导线即可，接线如下： LDZ主机 上位机
21
六、质量保证及服务支持
本公司的产品保修一年。如发现仪表不能正常工作，试做以下操作：
1、仔细检查安装步骤，设置参数是否有误。
2、准备好仪器的名称、型号、产品序列号、使用参数、现场情况及产品出现的问题，同公司服务部门
联系。
常用液体声速和粘度
七、附录
22
常用材料声速
23
江苏华仪测控技术有限公司
众所周知，目前国内外市场上的超声波流量计主要分为时差法（包括频差法、相位法）和多普勒法两种，前者用于测量净水，后者用于测量污水和浆体。对测量介质的选择性，是目前超声波流量计的主要局限。
LDZ型流量计是基于微处理器技术，自身完备的流量测量仪表，与其它常规型流量计或其它超声波流量计相比具有下列更多的优点。 ✧ 全窗口化的软件操作，使用方便可靠，并且功能多。
✧ 高可靠性、高适用性、强抗干扰性设计，可用于几乎全部工业环境中。
✧ 优化的智能信号自适用处理，使用者无需任何电路调整，并加快了流量计的响应时
间，使安装更容易简单。
✧ 串口RS232或485通信，有线（电话网）无线（中国移动GPRS或短信）方式进行远
程计算机联网。
✧ 四行中文显示，在带背光液晶显示器上显示流量、流速、累积量等。
✧ 时差二合一流量计可同时监测净水、污水两条管道，也可同时监测一条管道，同时
显示时差法和多普勒法测量结果。
✧ 时差巡检可同时测量5条管道，5路可编程模拟4~20mA输出。
✧ 便携式流量计带有自动充电的机内电源，可连续工作6小时以上，并备有市电和外
接直流电源输入插座。
✧ 完备的输出信号包括继电器、集电极开路、频率信号输出、4~20mA电流环模拟输出
等，带倍乘因子（量程）的机内七位数长的正向、负向、净流量独立工作，并可通过继电器或集电极开路电路输出累计脉冲和频率输出信号。
✧ 两路模拟输入可输入压力、温度、液位信号，配接温度变送器可实现热量测量。
在测量技术上，LDZ型流量计使用了可达0.2nS超高分辩率、超高线性、超高稳定的时间测量电路，加上机内使用的32位长数字处理程序，保证了LDZ型流量计比其它任何类型的流量计具有更高的分辩率和测量范围。
在设计上，采用了世界上最先进的集成电路及微处理器智能控制，实现了生产过程中元器件参数无调整化，提高了产品可靠性，产品一致性好，保证每一台出厂的机器都达到最佳性能、最好工作状态。
工作原理
当超声波束在液体中传播时，流体的流动将使传播时间产生微小变化，并且其传播
时间的变化正比于液体的流速，由此可求出液体的流速。
如图1所示：在待测流量管道外表面上，按一定相对位置安装一对超声探头。安装 方式分为“Z”法和“V”法。一个探头受电脉冲激历产生的超声脉冲，经管壁—流体—管壁为第二探头所接收。从发至收超声管壁为第二探头所接收。从发至收超声脉冲传播时间，依其顺逆流向分别为：
MD/COSθ MD/COSθ TUPTDOWN C0＋VSINθ C0－VSINθ
其中：M——声束在液体中的传播次数
——管道内径 θ——超声波束入射角
0——静止时流体声速
——管内流体沿管轴向的平均流速 TUP——声束在正方向上的传播时间 TDOWN——声束在逆方向上的传播时间 △T——声束在正逆两个方向上的传
播时间差
图1
根据式(1)和式(2),可得出流体沿直径方向上的平均流速：
MD △T
× SIN2θ TUP ×TDOWN
（3）
LDZ型流量计适用于净水、污水和浆体 的测量。上述公式是在理想情况下得到的，实际上工业管路中液体流动情况是十分复杂的。结垢、管内粗糙等众多因素影响，使一般超声波流量计的测量精度大打折扣。超声波流量计由于采用了世界最先进的直接时间测量方法并考虑了温度及管内粗糙等影响，通过标准校正曲线或用户经验校正曲线的方法来克服液体流场分布的不均匀情况，可使测量精度大大提高，特别是使用静态设置零点的方法，可使测量线性度优于0.5%。
典型用途
水，污水、海水、给水和排水
发电厂（核电、火力和水力） 热力、供热、供暖、冶金、矿山 石油、化工、食品和医药、造纸和制浆 节能监测、节水管理 流量巡检、流量跟踪和采集 自动化制造和检测 热量测量、热量平衡 泄漏检测
流量、热量计算机化管理、监控网络系统等
可选备件
1、 固定式流量计专用微型打印机及其消耗材料 2、 大、小型传感器 3、 双屏蔽专用电缆
4、 LDZ系列专用UPS不间断电源（72小时）
5、 RS485接口板、串行口数据记录器、超声波测厚仪（用于测量管道壁厚，提高流量计
的使用精度）
6、 GSM短信息流量数据查询模块（可以用普通手机查阅流量计数据）
外形图和接线图
时差单一型 LDZ-1
厚度65mm
时差巡检 LDZ-1X（S）
俯视图
接线图
时差单一型（LDZ-1）:
～
接
口
时差巡检：LDZ-1X(S)
RS232
420mA
N 电源输入
GND
L
外壳屏蔽电源输入
模拟输入
性能指标
二、开始安装测量
超声波流量计的安装在所有流量计的安装中是最简单便捷的，只要选择一个合适的测量点、把测量点处的管道参数输入到流量计中，然后按照安装距离把探头捆绑在管道上即可。 检查LDZ型流量计
第一次使用固定式或便携式LDZ型流量计，请检查运输中机壳是否受到了挤压等损坏，开壳检查是否有螺丝脱落，连线是否松动。 探头接线
连接线请参考第6页上的接线图连接，上游传感器的红色芯线接到UP+端子上，黑色芯线接到UP-端子上，下游传感器的红色芯线接到DN+端子上，黑色芯线接到DN-端子上。如果有屏蔽外皮，请接到GND端子上。
建议一般情形下，都要使用专用电缆。专用电缆损耗小，抗干扰性好，能保证仪表长期可靠工作。
选择测量点
选择测量点时要求选择流体流场分布均匀的部分，为了保证测量精度。一般应遵循下列原则：
✧ 要选择充满流体的管段，如管路的垂直部分或充满流体的水平管段。
✧ 测量点要选择距上游10倍直径，下游5倍直径均匀直管段，没有任何阀门等干扰
要充分考虑管内壁结垢状况，尽量选择无结垢的管段进行测量。实在不能满足时，需把结垢作为衬里进行设置，以求较好的测量精度。
输入内容和步骤
LDZ型流量计常规测量时需输入下列参数：
1. 管壁厚度 2. 管道外径 3. 管材
4. 传感器安装方式：Z型（出厂已设定） 5. 系数：1（出厂已设定） 6. 电流：3000（出厂已设定）
7. 传感器类型（因为主机可支持多种不同探头） 8. 零点：0（出厂已设定） 9. 巡检通道数量
上述参数条件的输入步骤一般遵循下列快速设置步骤顺序：（【】中表示对应按键） 1. 键入【MENU】【1】【1】进入M11窗口输入管壁厚度【ENT】 2. 键入【MENU】【1】【2】进入M12窗口输入管外径【ENT】 3. 键入【MENU】【1】【3】进入M13窗口选择管材【ENT】 4. 键入【MENU】【1】【4】进入M14窗口选择安装方式【ENT】 5. 键入【MENU】【1】【5】进入M15窗口设定系数【ENT】 6. 键入【MENU】【1】【6】进入M16窗口设定电流【ENT】 7. 键入【MENU】【1】【7】进入M17窗口设定传感器类型【ENT】 8. 键入【MENU】【1】【8】进入M18窗口设定零点【ENT】 9. 键入【MENU】【1】【9】进入M19窗口设定巡检通道数【ENT】 10. 欲在主菜单中移动，键入【MENU】，按【▲】或【▼】 11. 欲在子菜单中移动，键入【MENU】，按【▲】或【▼】
LDZ型流量计采用了窗口化软件设计，各种不同的参数输入和设置使用了用“MENU”键和两位数字键区分表示的窗口，请仔细阅读本章后面的内容和下章对各个窗口的详细解释，熟悉LDZ型流量计的软件操作方法后，可发现其操作方法实际上既简单又方便。
安装探头
在安装探头之前，须把管外欲安装探头的区域清理干净，除去一切锈迹油漆，选择 出管材致密部分进行探头安装：在探头的中心部分和管壁涂上足够的耦合剂，然后把探 头紧贴在管壁上捆绑好。 时差法探头安装方式：
1、 两个探头要安装在管道管轴的水平方向上
2、 探头的安装方向要正确
安装探头过程中，千万注意在探头和管壁之间不能有空气泡及沙砾。在水平管段上，要把探头安装在管道截面的水平轴上，以防管内上部有气泡。
如果受安装地点空间的限制而不能水平对称安装探头，可在保证管内上部分无气泡的条件下，垂直或有倾角地安装探头。
常用时差探头安装方式有两种。分为V法、Z法。下面分别说明。 V法
V法一般情况下是标准的安装方法，使用方便、测量准确。可测管径范围为25mm至大约100mm：安装探头时，注意两探头水平对齐，其中心线与管道轴线水平。
V法 ── 侧视图
传感器
V法 ── 截面图
V法 ── 顶视图
Z法
当管道很粗或由于液体中存在悬浮物、管壁结垢太甚及衬里太厚，而造成V法不能正常工作时，要选用Z法安装。原因是：使用Z法时，超声波在管道中直接传输，没有折
射（称为单声程），信号衰耗小。 Z法可测管径范围为50mm至大约6000mm。
Z法 ── 侧视图
Z法 ── 截面图
Z法 ── 顶视图
探头间距以两探头的中心点之间距离为准。在输入了所需的参数以后，自动显示安装距离。
1. 将紧固件安装在管道上，用不锈钢带将其固定在管道上，不应松动。 2. 铺设好电缆由电缆接入孔接到接线盒中的接线端子上。
3. 多普勒传感器应安装在管道的同心圆周上，固定一只传感器，在圆周上找另一个测
量点，每个传感器换能器正面，涂上一厚层耦合剂后，将传感器换能器面与管壁接触，放置在紧固组件中，并用压紧盖板将传感器压紧，耦合剂应从传感器四周的缝隙中挤出，形成一道密封条。紧固螺铨钮紧，注意四个螺铨用力要均匀，不要使传感器偏移。
4、 一般竖管安装点在一周任意选点安装，横管厂家建议传感器左右安装而不是上下安装，这样仪表信号接收更强。 插入式传感器的安装
LDZ-1型超声波流量计的插入式传感器为我公司的第二代产品，是集外夹式传感器与标准管段式传感器二者优点的产品，其特点为：
1. 解决了由于管道内壁结垢或腐蚀严重时，使用外缚式传感器信号弱测量不正常
的难题。
2. 使用的专用开孔工具可以使传感器在带压不停水的情况下安装，保证生产的正
常稳定运行，并使之达到日后维护。
3. 该传感器的超声波发射晶体与被测量液体直接接触，提高了测量精度和机器的
运行稳定性。
4. 相对电磁流量计，在大口径管道上既经济了许多，又可靠、准确。 要求
1、传感器排序：安装位置由下至上，编号为1~5，如果安装3声道按1、3、5位置安装，并按1~5顺序接入主机1~5声道；
安装场地
安装插入式传感器需要较大的空间，在仪表井中管壁到墙壁之间的距离至少540mm以上。即宽度W >（D+540×2）mm。(如图1) 图1
纵向管道长度L>（D+1000）mm。（如图2） 图2
安装超声波流量计需要一定的直管段，一般上游大于10D，下游大于5D（D为直径），距泵出口或阀门处要大于30D。详见技术说明书第二章。
该示意图插入三组超声波传感器（U型安装）
300mm
2、工具
安装插入式传感器需要专用开孔定位工具、专用球阀底座2个、2寸钢制球阀两个、生料带等。
检查安装
检查安装是指检查探头安装是否合适、是否能够接收到正确的、足够强的、可以使机器正常工作的超声波信号，以确保机器长时间可靠的运行。通过检查接收信号强度、总传输时间、时差以及传输时间比，可确定安装是否最佳。
安装的好坏直接关系到流量值的准确，流量计是否长时间可靠的运行。虽然大多数情形下，把探头简单地涂上偶合剂贴到管壁外，就能得到测量结果，这时还是要进行下列的检查，以确保得到最好的测量结果并使流量计长时间可靠的运行。
信号质量（针对时差法）
信号质量是指收信号的好坏程度。超声波流量计使用00~99的数字表示信号质量。00表示信号最差；99表示信号最好，一般要求在60以上。
信号质量差的原因可能是干扰大，或者是探头安装不好，或者使用了质量差、非专用的信号电缆。一般情形下应反复调整探头，检查耦合剂是否充分，直到信号质量尽可能大时为止
当信号强度太低时，应重新检查探头的安装位置、安装间距以及管道是否适合安装。
设置仪器细节
LDZ型超声波流量计通电后，首先运行自诊断程序，如存在故障，则显示相应的错误信息（参见故障查找章节）。诊断程序后，既可进行各项设置。
设置通过访问显示窗口（菜单）输入各类参数（条件）进行，访问显示菜单窗口的方法参见本章“访问显示窗口”一节。
使用者所输入的任何参数，LDZ型流量计将永久记忆，直到使用者再次修改。并且下次上电后，机器将自动按使用者上次所输入的参数进行工作。
LDZ型流量计工作时总是处在某一个显示窗口上的同时完成所有的任务，不论在哪一个显示窗口上，包括测量、输出等任务是照常完成的。
窗口总体介绍
LDZ型流量计的特色是全部使用窗口操作。选好点并设置好机器以后，可通过众多的窗口显示，得到各种测量结果或使用诊断窗口确诊机器正常工作。 共有三种不同的窗口，如下；
10号窗口是显示窗口，显示瞬时流量、累积流量、当前日期时间、模拟输入等。 11-19号窗口是初始参数操作窗口，在这些窗口中输入诸如管道外径、管壁厚度、管材、传感器类型、传感器安装方法等。 20-21
访问显示窗口
1、 欲在主菜单中移动，键入【MENU】【窗口地址码＃】键入【▲】或【▼】 2、 欲在主菜单下访问子菜单，键入【▲】或【▼】 直接访问任一窗口，可键入【MENU】【窗口地址码＃】，例如：欲进入管外径输入窗口（地址码M12），键入【MENU】【1】【2】，即可。 所有地址码的安排基本遵循了下面的规律： 1、 M10测量量值显示 2、 M11－19基本参数设置 3、 M20－29流量单位设置
因此，地址码并不需要一定记住，只需记住大体位置。使用时暂时进入大体相邻的窗口，然后使用【▲】或【▼】键找到欲访问窗口。
三、显示窗口详解
流量00000.00m3h 流速＋00.0000m/s 累积000000.000m3 信号太弱 流量检测：0 信号检测：1 抗扰检测：2
时差：00000.0nS 信号质量：60 A：027816 027816 B：027816 027816
LDZ-1流量累积／主菜单显示
用于显示瞬时流量，流速和累积量 本窗口只用于选择显示测量数据 仪表通电后即可显示
本窗口用于选择检测方式，键入【MENU】【1】【0】
·显示流量测量数据键入：【0】 ·显示信号检测键入：【1】
·当现场有外界信号干扰时检测键入：【2】
选择“信号检测”，用于检测传感器是否安 装在最佳位置
·信号质量在60以上之间，传感器位置良 好
LDZ-1X（S）流量累积／主菜单显示
本窗口只用于选择显示状态，键入【MENU】【1】【0】
流量检测：0 定点检测：1-8 抗扰检测：8 信号检测：9 通道1正在检测： 流量：00000.00m3
/h 流速：1+00.0000m/s 累积：000000000 通道2正在检测： 流量：00000.00m3/h 流速：1+00.0000m/s 累积：000000000 通道1正在检测： 流量：00000.00m3/h 流速：1+00.0000m/s 累积：000000000 时差：00000.0nS 信号质量：80 A：027816 027816 B：027816 027816 ·通道巡回检测键入：【0】 ·一通道定点检测键入：【1】
·二通道定点检测键入：【2】,键入1-8可 以进行8个通道定点检测抗扰检测键入： 【8】 ·信号检测键入：【9】
瞬时流量／瞬时流速/累积量
选择“1通道定点检测”，用于显示1通道瞬 时流量，流速和累积量 ·选择本窗口对1通道进行检测 选择“2通道定点检测”，用于显示2通道瞬 时流量，流速和累积量 ·选择本窗口对2通道进行检测
选择“抗扰检测”，用于显示瞬时流量，流速 和累积量
·选择本窗口自动进行抗干扰巡回检测
选择“信号检测”，用于检测传感器是否安装 在最佳位置
·信号质量在80以上之间，传感器位置良好
主初始设置菜单
请输入菜单编号 MENU ：
该显示是主菜单初始设置的入口，它包含有管道壁 厚、管外径、管 材、管道安装方式等，键入【MENU】【窗口地址码＃】键，输入参数值，按【ENT】确认 每访问一次主菜单，按一次【MENU】键
MENU】【1】【1】
壁厚：X mm
本窗口输入管道壁厚。如：时差巡检输入第一通道管道壁厚，按【▼】键依次输入其它通道管道壁厚,按【ENT】确认
MENU】【1】【2】
管外径：XXX mm
本窗口输入管道外径，如：时差巡检输入第一通道管外径，按【▼】键依次输入其它通道管外径，按【ENT】确认
MENU】【1【3】
管材：0碳钢 1不锈钢 2铸铁 3塑料
本窗口选择管道材料。如：管材是碳钢按【0】
管材是不锈钢按【1】 管材是铸铁按【2】 管材是塑料按【3】 按【ENT】确认
MENU】【1】【4】
安装方式：
0－V 型
1－Z 型
本窗口用来选择探头安装方式，有以下2种方
式供选择
“0” V法安装 “1” Z法安装
时差一般选用Z型按【1】，按【ENT】确认
MENU】【1】【5】
系数1：1.00
本窗口设定流量系数。
此流量系数设为：1 (出厂设定)，按【ENT】确认
MENU】【1】【6】
电流：
本窗口设定电流值为：5000 (出厂设定) 根据用户最大流量值1.5倍设定,此最大流量值单位是： m/h,按【ENT】确认
3
MENU】【1】【7】
传感器：0 小号 1中号 2大号
本窗口用来选择传感器类型有以下各项供选择：小号按【0】、中号按【1】，大号按【2】,一般时差主机选大号,按【2】，按【ENT】确认
零点【MENU】【1】【8】
零点1：0.00
本窗口用来设定零点,出厂值设为“0”按
【ENT】确认
MENU】【1】【9】
请输入：2-7 5
本窗口用于设定比较电频参数，一般设定5， 按【ENT】确认，出厂已设定。
MENU】【1】【9】
巡检通道数量：
本窗口用于设定测量管道数量，按【ENT】确 认
累积量清除/修改菜单
累积量清除/修改【CLR】
按住【CLR】两秒钟后放开显示
总清除：0 通道清除：
1-2
本窗口用于清除总累积量
·总累积量清除键入【0】,此时累积量都为0
LDZ-1X一通道累积量清除/修改
本窗口用于清除/更改一通道累积量
·一通道累积量清除/更改键入【1】 ·累积量清除键入9个“0”
·累积量修改时，如果累积量值小于9 位数时，前面要输人0,例如要输入12345,
操作时输入“000012345”,按【ENT】确认
累积量2：000000456 请输入： 本窗口用于清除/更改二通道累积量
·二通道累积量清除/更改键入【1】 ·累积量清除键入9个“0”
·累积量修改时，如果累积量值小于9位 数时，前面要输入0,例如要输入12345,操作
输入“000012345”,按【ENT】确认
其它通道累积量清除/修改同上
四、电流环输出与流量
电流输出特性与流量见下面图示
4－20 mA方式输出特性
实际上在4－20mA电流输出方式中，输出电流表示的是流量。电流输出值为4mA时，流量为0, 电流输出值为20mA时，流量为最大值。
在菜单【MENU】【1】【6】中，电流设定，实际上是最大流量设定。根据用户最大流量值1.5倍设定设定此电流值。此流量值单位是： m/h
例如：管径是100mm, 最大流量是2000 m/h, 设定电流值为：3000
利用一只电阻可方便地把电流输出变换为电压输出，例如使用一只250Ω电阻可把4－20mA变换为1－5V的电压输出。
结合电流环校准窗口或电流输出量程窗口，实际上还可方便地利用一只电阻把电流输出变换为0－20V之间的任一段电压输出。
3
3
五、通 讯
所概述需硬件
为LDZ型流量计具有完善的通信协议，硬件直接支持调制解调器（MODEM）,是最节省也是最可靠的基于电话线的流量数据监控网络系统组成。还可以通过RS232-RS485转换板接入RS－485总线。也可以使用本公司生产的GSM短信息模块板，通过短信息传输流量/热量测量数据。该模块板可以多机组网，还可以使用普通手机（移动电话）查看流量计的工作状态和测量数据。
组网时可选择两种基本结构构成，即只采用LDZ型流量计的模拟电流输出法或直接采用LDZ型流量计的RS232串口通讯法。
数据的传输链路，在短距离时可直接使用RS-232C(0~15米)或RS-485(0~1000米)，
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在中长距离时可采用电流环、无线电传输、MODEM、GSM短信息。
数据的传输采用命令应答方式，即上位机发出命令，流量计做出相应的回答。 通过配套转换器流量计可以通过USB接入计算机，可以把流量计采样数据发送给计算机，用本公司配套软件显示采样数据的图表或曲线，用户也可以根据需要与本公司协商定制所需软件。
串行口管脚定义
LDZ型流量计使用同PC机兼容的DB9或IDC10插座，其定义如下：
PIN1 空 PIN2 RXD PIN3 TXD PIN4 DT PIN5 地 PIN6 DSR PIN7 RTS PIN8 CTS PIN9 空
上位机的连接
同上位机的连接一般使用三根导线即可，接线如下： LDZ主机 上位机
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六、质量保证及服务支持
本公司的产品保修一年。如发现仪表不能正常工作，试做以下操作：
1、仔细检查安装步骤，设置参数是否有误。
2、准备好仪器的名称、型号、产品序列号、使用参数、现场情况及产品出现的问题，同公司服务部门
联系。
常用液体声速和粘度
七、附录
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常用材料声速
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