Máy đo lưu lượng hai chế độ KNF-1321Pro – Radar & Siêu âm Doppler cho ống đầy/không đầy, IP68

1. Nguyên lý sản phẩm
Sản phẩm tích hợp lưu lượng kế radar và lưu lượng kế Doppler siêu âm, đồng thời sở hữu hai chức năng: đo lưu lượng không tiếp xúc bằng radar và đo lưu lượng tiếp xúc Doppler siêu âm. Thiết bị thường được lắp đặt trên đỉnh đường ống. Khi đường ống không đầy, sử dụng đo lưu lượng bằng radar (sóng radar để đo vận tốc dòng chảy và mực nước); khi đường ống đầy, kích hoạt đo lưu lượng Doppler siêu âm (Doppler siêu âm để đo vận tốc dòng chảy, cảm biến áp suất để đo độ sâu nước), và có thể hiển thị lưu lượng mặt cắt ngang.
Cảm biến vận tốc dòng chảy bằng radar và cảm biến mực nước bằng radar nằm ở đỉnh thiết bị, trong khi cảm biến vận tốc dòng chảy Doppler siêu âm và cảm biến áp suất nằm ở đáy thiết bị. Có một vùng chồng lấn nhất định giữa chúng. Khi mực nước nông, cảm biến vận tốc dòng chảy bằng radar và cảm biến mực nước bằng radar hoạt động. Khi mực nước dần dâng lên và bao phủ cảm biến vận tốc dòng chảy Doppler siêu âm và cảm biến áp suất, thiết bị sẽ chuyển sang chế độ hoạt động của lưu lượng kế Doppler.
Cả hai đều có thể tính toán lưu lượng mặt cắt ngang dựa trên vận tốc dòng chảy và mực nước đo được cùng với kích thước mặt cắt ngang được nhập trước, sử dụng một mô hình thủy lực nhất định.
Nguyên lý đo vận tốc dòng chảy bằng radar:
Lưu lượng kế radar đo tốc độ của các vật thể chuyển động thông qua sóng vi ba. Lý thuyết hoạt động của nó dựa trên nguyên lý Doppler, tức là khi sóng vi ba chiếu vào một vật thể chuyển động, sẽ xảy ra sự thay đổi tần số tỷ lệ với tốc độ của vật thể chuyển động. Sự khác biệt về tần số giữa S2 và S1 là sự dịch chuyển tần số Doppler Sd. Giả sử vận tốc dòng chảy là V, sự dịch chuyển tần số Doppler Sd tỷ lệ với vận tốc dòng chảy V. Thông qua Sd, có thể tính được V.

Đo vận tốc dòng chảy bằng siêu âm:Việc đo vận tốc dòng chảy được thực hiện bằng cách đầu dò siêu âm (bộ chuyển đổi) phát và thu tín hiệu siêu âm, sau đó thực hiện các phép tính và xử lý tương ứng: Đầu dò 1 phát tín hiệu siêu âm có tần số f1, được phát ra ở một góc nhất định từ dưới nước lên bề mặt nước. Sau khi va chạm với các hạt lơ lửng hoặc bọt khí trong nước, tần số bị dịch chuyển và phản xạ trở lại đầu dò 2 với tần số f2. Đây là hiệu ứng Doppler. Sự khác biệt giữa f2 và f1 là sự dịch chuyển tần số Doppler fd. Giả sử vận tốc dòng chảy là v và tốc độ siêu âm là c, sự dịch chuyển tần số Doppler fd tỷ lệ với vận tốc dòng chảy v. Có một số lượng lớn các hạt tạp chất và bọt khí trong nước. Mỗi hạt phản xạ tương ứng với một sự dịch chuyển tần số Doppler fd. Bằng cách chuyển đổi, có thể thu được vận tốc dòng chảy của vô số hạt này, và vận tốc dòng chảy trung bình của số lượng lớn các hạt này cũng chính là vận tốc dòng chảy trung bình của chất lỏng.

2. Tính năng và Ứng dụng
1) Có thể đo cả đường ống đầy và không đầy, với khả năng chuyển đổi tự động;
2) Đo lường chế độ kép sử dụng công nghệ siêu âm và radar;
3) Lắp đặt trên đỉnh đường ống, giảm hiệu quả tác động của cặn bẩn tích tụ;
4) Thiết kế đo mực nước kép và lưu lượng kép tích hợp, cung cấp phạm vi bao phủ đầy đủ để đảm bảo không có điểm mù đo lường;
5) Hỗ trợ thu thập dữ liệu cảm biến 485, với khoảng cách truyền thông xa;
6) Cấp bảo vệ IP68, phù hợp với nhiều môi trường đo lường khác nhau;
7) Mô hình tính toán lưu lượng mạng lưới đường ống nhúng, trực tiếp xuất dữ liệu giám sát như mực nước, lưu lượng và khối lượng dòng chảy;
8) Kích thước nhỏ gọn, thiết kế tinh tế, lắp đặt nhanh chóng và dễ dàng, không cần xuống hố để bảo trì, và dễ dàng tháo lắp.

    Hiện tại, mạng lưới thoát nước đô thị vẫn còn các vấn đề như đấu nối hỗn hợp giữa ống thoát nước mưa và nước thải, tắc nghẽn, cũng như xả thải trái phép và rò rỉ.
Thế hệ lưu lượng kế mạng lưới thoát nước mới áp dụng hai phương pháp đo lường: tiếp xúc và không tiếp xúc. Khi mạng lưới không đầy, phương pháp đo lường không tiếp xúc bằng radar được sử dụng, có thể giảm hiệu quả tác động của bùn, dầu và các chất nổi trong nước thải lên phạm vi bao phủ của cảm biến, giảm đáng kể chi phí xây dựng và bảo trì; khi mạng lưới hoạt động ở công suất tối đa, thiết bị được ngâm trong nước và phương pháp đo lường tiếp xúc bằng siêu âm được sử dụng để đo thông tin vận tốc dòng chảy, đảm bảo giám sát toàn bộ quá trình dòng chảy trong các trạng thái khác nhau của mạng lưới.

3. Thông số kỹ thuật

Cảm biến vận tốc Doppler siêu âm

• Tần số truyền: 1 MHz
• Phạm vi: 0.02 m/s ～ 10 m/s
• Độ chính xác: 1% vận tốc đo được ± 0.01 m/s
• Độ phân giải: 1 mm/s

Cảm biến vận tốc Radar

• Tần số truyền: 24 GHz
• Góc chùm anten: 12° × 24°
• Phạm vi: 0.03 m/s ～ 20 m/s (Phụ thuộc vào điều kiện dòng chảy)
• Độ chính xác: 1% vận tốc đo được ± 0.01 m/s
• Độ phân giải: 1 mm/s

Cảm biến mực nước áp suất

• Phạm vi: 0 ～ 10 m (Có thể tùy chỉnh phạm vi)
• Độ phân giải: 1 mm
• Độ chính xác: ±0.5% FS (Toàn thang đo)

Cảm biến mực nước Radar

• Tần số truyền: 120 GHz
• Góc chùm anten: 6° × 6°
• Phạm vi: 0.03 ～ 10 m
• Độ phân giải: 1 mm
• Độ chính xác: ±2 mm

Thông số kỹ thuật chung

• Điện áp: 9-24V
• Tiêu thụ điện năng (Đo lường): ≤ 120mA
• Cài đặt tham số: Có thể cấu hình qua Ứng dụng nhỏ Bluetooth (Thao tác có thể thực hiện từ mặt đất).
• Chuyển đổi chế độ: Tự động chuyển sang chế độ đo lưu lượng dựa trên mực nước.
• Nhiệt độ hoạt động: -30℃ ～ 70℃
• Thời lượng pin (Tùy chọn): ≥ 1 năm
• Chất liệu vỏ: Nhựa kỹ thuật
• Cấp bảo vệ: IP68
• Giao thức truyền thông: MODBUS-RTU
• Độ tin cậy (MTBF): ≥ 25,000 giờ
• Kích thước: 260 (D) × 122 (R) × 112 (C) mm