一、概述

　　LXJ－１型流量水頭效率監(jiān)視儀是一種智能化的多參數(shù)監(jiān)視儀表，能夠在線監(jiān)測(cè)水輪機(jī)的過機(jī)流量、累積流量、工作水頭和效率，并輸出各參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)模擬量信號(hào)，通常要與測(cè)量流量、工作水頭的差壓變送器和測(cè)量發(fā)電機(jī)的功率變送器配套使用。該儀表具有質(zhì)量穩(wěn)定、功能齊全、高亮度顯示、操作簡(jiǎn)便、掉電保護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。

二、主要技術(shù)指標(biāo)

    1.輸入信號(hào):三路DC4～20mA,量程可任意設(shè)置。

    2.測(cè)量精度:±0.2％FS

3.顯示方式:雙排數(shù)碼管顯示

  上排4位數(shù)碼管可切換或巡回顯示瞬時(shí)流量、工作水頭和水輪機(jī)效率；

  下排8位數(shù)碼管顯示累積流量。        

    4.斷電保護(hù):儀表內(nèi)累積量斷電保持時(shí)間大于2年，用戶設(shè)定的參數(shù)斷電后*保持。

5.采用*的全自動(dòng)數(shù)字式本機(jī)調(diào)校系統(tǒng),無需電位計(jì)調(diào)整。

6．輸出信號(hào)：三路DC4～20mA，負(fù)載575Ω。

    7.變送器電源:DC24V±1.2V

    8．工作環(huán)境:-5～ 50℃,濕度小于90％。

    9.儀表電源:85～265VAC,功耗小于4W。

    10.外型尺寸:160×80×250mm

    11.開孔尺寸:152×76mm 

三、工作原理

　　本儀表以單片機(jī)為核心，配以A/D、D/A、E2PROM、按鍵、數(shù)碼管等外圍元件。

　　傳感器輸出的電壓信號(hào)（或電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)），經(jīng)表內(nèi)的信號(hào)調(diào)節(jié)器（含放大及濾波電路）變成適度的電壓信號(hào)，經(jīng)4位半自穩(wěn)零A/D轉(zhuǎn)換成數(shù)字量。計(jì)算機(jī)內(nèi)存儲(chǔ)多種傳感器的轉(zhuǎn)換函數(shù)表, 電平數(shù)字信號(hào)經(jīng)查表逐一還原成相應(yīng)的被測(cè)參數(shù)量值信號(hào)后,一路送數(shù)碼管顯示,根據(jù)需要還可送打印機(jī)打印或通訊給上位機(jī)。另一路經(jīng)D/A變換成模擬量輸出。 電路采用專門設(shè)計(jì)的抗干擾電路,消除工頻及各自電流輻射干擾。 并采用高精度穩(wěn)壓集成電路組成多路穩(wěn)壓電源。

四、操作說明

（一） 儀表前面板

（二）操作鍵使用說明

 SET-參數(shù)設(shè)定鍵，按下此鍵，可按次序輸入?yún)?shù)，設(shè)定完一個(gè)參數(shù)后請(qǐng)按SET鍵存貯，同時(shí)進(jìn)入下一個(gè)參數(shù)的設(shè)定。

▲-設(shè)定值增加鍵，修改參數(shù)時(shí)，用于增加數(shù)值。

▼-設(shè)定值減小鍵，修改參數(shù)時(shí)，用于減小數(shù)值。若按下▲或▼鍵不動(dòng)，數(shù)值將快速增減，松手后停止。

SEL-選擇鍵，工作狀態(tài)下，選擇顯示水輪機(jī)效率、瞬時(shí)流量、工作水頭值，或巡回顯示水輪機(jī)效率、瞬時(shí)流量、工作水頭值，同時(shí)相應(yīng)的指示燈亮。

CLR-清零鍵，按下此鍵，上排數(shù)碼管出現(xiàn)-CL-，下排數(shù)碼管出現(xiàn)1230，把1230設(shè)1234后，再按SET鍵，則完成累積量清零，輸入其他值無效。

         （三）操作順序

按下“SET”鍵，上排數(shù)碼管顯示－Cd-，下排數(shù)碼管顯示1230， 提示輸入口令，口令值為1234，如 果輸入不對(duì)，則不能進(jìn)入?yún)?shù)修改循環(huán)圈，儀表數(shù)秒后按原設(shè)置值運(yùn)行，這主要是為了防止非技術(shù)人員誤操作。

    在設(shè)定狀態(tài)下，儀表上排數(shù)碼管顯示功能提示符，下排數(shù)碼管顯示設(shè)定值；工作狀態(tài)下，上排顯示水輪機(jī)效率值，下排顯示累積流量值。

參數(shù)設(shè)定如下：

（1）KF：開平方運(yùn)算設(shè)置開關(guān)，選擇on，輸入信號(hào)與顯示值成開方關(guān)系，選擇OFF，輸入信號(hào)與顯示值成線性關(guān)系。提示符on和oFF用▲或▼鍵來改變，并按SET鍵確認(rèn)。

（2）K－流量開方系數(shù)

　（3）UH－流量輸入線性量程上限            

  （4）dPL－水頭差壓輸入信號(hào)下限所對(duì)應(yīng)的儀表顯示值，單位為MPa?！?/span>    

  （5）dPH－水頭差壓輸入信號(hào)上限所對(duì)應(yīng)的儀表顯示值，單位為MPa?！?/span>    

  （6）A1-蝸殼進(jìn)口斷面面積，單位為m2

  （7）A2-尾水管出口斷面面積，單位為m2

  （8）nGL－功率變送器輸入信號(hào)下限所對(duì)應(yīng)的儀表顯示值，單位為MW。

（9）nGH－功率變送器輸入信號(hào)上限所對(duì)應(yīng)的儀表顯示值，單位為MW。

  （10）r-當(dāng)?shù)厮谋戎?/span>（N/m3） 計(jì)算中取r=9743N/m3

  （11）ηg-發(fā)電機(jī)的效率，單位為百分比（%）

  （12）OUT1-與輸出模擬信號(hào)DC20mA相對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)流量值，單位為ｍ3／ｓ，輸出DC4mA對(duì)應(yīng)的瞬時(shí)流量值為0。

  （13）OUT2-與輸出模擬信號(hào)DC20mA相對(duì)應(yīng)的工作水頭，單位為ｍ，輸出DC4mA對(duì)應(yīng)的工作水頭值為0。

  （14）OUT3-與輸出模擬信號(hào)DC20mA相對(duì)應(yīng)的水輪機(jī)效率值，單位為%，輸出DC4mA對(duì)應(yīng)的效率值0。

  （15）Lb-數(shù)字濾波參數(shù)，設(shè)置范圍為0～20，0沒有任何濾波，1只有中間值濾波，2～20同時(shí)有取中間值濾波和二階積分濾波。Lb越大，測(cè)量值越穩(wěn)定，但響應(yīng)也越慢。一般在測(cè)量值受到較大干擾時(shí)，可逐步增大Lb值，調(diào)整使測(cè)量值間跳動(dòng)小于2～5個(gè)字。在實(shí)驗(yàn)室對(duì)儀表進(jìn)行計(jì)量檢定時(shí)，則應(yīng)將Lb設(shè)置為0或1以提高響應(yīng)速度。

    五、 數(shù)學(xué)模型:

    Q=輸入瞬時(shí)流量

    H=〔Z1＋P1/r＋α1Q2/（2gA12）〕-〔Z2＋P2/r＋α2Q2/（2gA22）〕 

    η=102N/rηgHQ

式中:

Q-水輪機(jī)流量（ｍ3／ｓ）

UH-瞬時(shí)流量量程上限。

    △P-蝸殼測(cè)流斷面內(nèi)外側(cè)差壓

    H-水輪機(jī)凈水頭（mH2O）（待測(cè)量）

    A1-蝸殼進(jìn)口斷面面積（m2）

    A2-尾水管出口斷面面積（m2）

Z1-蝸殼進(jìn)口壓力傳感器中心高程（以海拔高程m計(jì)）

Z2-尾水管出口壓力傳感器中心高程（以海拔高程m計(jì)）,本儀表取Z1= Z2

P1-蝸殼進(jìn)口壓力變送器實(shí)測(cè)值（Pa） （ 由相應(yīng)的監(jiān)視儀表提供標(biāo)準(zhǔn)4-20mA直流信號(hào)）

    P2-尾水管出口壓力變送器實(shí)測(cè)值（Pa） （ 由相應(yīng)的監(jiān)視儀表提供標(biāo)準(zhǔn)4-20mA直流信號(hào)）

    g-當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣?/span>（m/s2）計(jì)算中取g=9.800m/s2）

    r-當(dāng)?shù)厮谋戎?/span>（N/m3） 計(jì)算中取r=9743N/m3,待測(cè)量過機(jī)含沙量修正

    α1-蝸殼進(jìn)口斷面流速分布均勻系數(shù),在實(shí)際計(jì)算中取α1=1

α2-尾水管出口斷面流速分布均勻系數(shù),在實(shí)際計(jì)算中取α2=1

     N-發(fā)電機(jī)的有功功率，單位為MW。    

     ηg-發(fā)電機(jī)的效率，單位為％。