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RCF-100使用技術說明書
一 引言
RCF-100R 型系列超聲波超低功耗是一種替代常規熱表具有長壽命高可靠高精度的全部采用
工業級電子元器件制造而成的全電子工業熱量計。無任何活動部件。用戶一般情況下不需要設置參
數，就可像普通熱表一樣使用。
RCF-100R 型系列超聲波超低功耗工業熱表/熱量計是在目前已經在國內得到了廣泛使用的
RCF-100 系列外綁式及插入式超聲波熱量計的基礎上，采用美國德州儀器公司的超低功耗16 位
MSP430 系列單片機為中心處理單元而研制的新一代管段式超聲波熱量計。在軟件上我們移植了大
部分成熟的我公司外綁式熱量計的主要有關流量原始數據采集、運算、流量修正等源程序；硬件上
則主要選用了世界上比較著名的半導體生產商生產的最新的低功耗集成電路；
超聲波信號發射和接收電路結構還是繼續使用了我公司的專利技術：雙平衡（也稱為差分驅動
差分接收）超聲波發射和接收電路，因為該種電路結構具有抗干擾，超聲波信號相位和波形畸變小，
差分信號延遲時間很小，且不受環境溫度影響等特點。這一點已被近10 年多來我公司的超聲波流
量所具有的穩定的卓越的性能所證明。
超聲波傳感器采用了已經成熟使用了三年多的我公司擁有的陶瓷傳感器技術。該種技術使用陶
瓷作為壓電陶瓷片的耦合片，使用焊接工藝，其特點是長期耐高溫、穩定好、結實可靠。萬年牢靠
不會損壞。
熱表管段采用了全部鑄造工藝制造，絕無開焊泄漏之慮。采用鑄造工藝生產的超聲波熱表另一
個顯著的優點是機械尺寸一致性好，其特點是超聲波熱量計的流量系數一致性非常好，尚沒標定的
熱量計就可以達到很好的絕對精度。在生產過程中，可以大大減少標定的工作量，大大提高生產效
率，便于大批量低成本生產制造。
內部電路采用了美國Xilinx 公司最新研制的低功耗大規模邏輯陣列，大大簡化了電路的設計和
外部電路的復雜性，電路使用的集成電路數目很少，提高了電路部分的整體可靠性。
內部的數據處理使用了移植的我公司專門開發獨有的單精度快速浮點運算，7 位數字精度。對
于所有內部累積量，其整數部分運算采用了32 位長整數運算，小數部分則采用4 字節浮點數運算。
該種算法的優點是在累積過程中，把因為有限的數據位運算而造成的誤差減少到了最小的程度。
通信協議采用了既有正規復雜又有簡單的三組協議。這三種協議分別是標準MODBUS 協議、
符合歐盟標準的M-BUS 協議以及簡易兼容協議。設置簡易兼容協議的目的是為了方便用戶進行產
品更新替換。關于協議的使用請詳見通訊協議章節。
本說明書適應于9.66 版本以上的RCF-100R 型超聲波熱表
二 主要特點與規格
RCF-100R 型系列超聲波超低功耗工業熱表/熱量計具有下列主要特點
1） 結實可靠：無任何活動部件，10 年免維護設計。
2） 超低功耗：電池可用 6-10 年，兩線制不需要電池
3） 高精度 ：1 級，2 級
4） 陶瓷探頭：耐磨耐高溫，可測量液體溫度范圍 -20~160℃
5） 防水防塵：IP68 標準防護設計，可水下2 米常年工作
6） 接口完備：RS232 和RS485 雙接口，也可以使用TTL 電平直接連接其他低功耗設備
7） 雙向測量：具有正累積器和負累計器
8） 無泄漏 ：管段使用模具鑄造而成，無泄漏之慮
9） 低始動流量：流體流速可低至 0.01m/s
10）顯示內容多：自動循環顯示正負累計、流速、瞬時流量等
11）多通信協議：可同時使用三種協議：標準 MODBUS，標準M-BUS 協議和兼容協議
12）測量精度與介質及其溫度無關
13）9.73 版本以上熱表主板能夠使用本公司生產的插入式探頭，可測量2000 毫米以下的大口徑
管道。
三 流量測量原理
超聲波流量計具有非常好的原理性。
設Tantou1, Tantou2 分別是插入管道的兩個超聲波傳感器，設從Tantou1 發出的超聲波到
達Tantou2 的時間為T1，而從Tantou2 發出的超聲波到達Tantou1 的時間為T2。當流體有流
動時,則這兩個傳輸時間T1,T2 是不同的，會有一個非常小的差別，這個差別稱為時差。測量出這
個時差，通過下列公式就可以推算出流體流速
V=D×(T1-T2)÷[T1×T2×SIN(2θ)]
其中D 是管道的內直徑，θ是兩探頭連線與管道軸線之間的夾角。
流體流速乘以管道截面積就得到了瞬時流量。
當θ一定時，可以看出所測量的流速只同T1、T2 有關，而與流體的聲速無關，即與測量的介
質無關。
四 功耗與電池壽命
如果電池供電的超聲波熱量計單是采用超低功耗的單片機以及低功耗的集成電路，還遠遠不能
達到規定的要求，還需要通過周期性切斷暫時不用的電路以及使部分電路進入睡眠狀態等措施來達
到超低功耗的目的。因此電池供電的超聲波熱量計的功耗主要與所采用的管段直徑和流量測量周期
時間兩個因素有關。
一般來講功耗與管段的直徑成正比關系，與測量周期時間成反比關系。
流量測量周期是一般是由生產廠家設定的。目前國外的產品一般設定的流量測量周期是4 秒，
即每4 秒進行一次流量的測量，國內廠家則每10 秒進行一次流量的測量。顯然測量周期過大，會
導致熱量計短時間響應性能降低。特別是在需要快速儀表響應的場合，測量周期太大會導致儀表不
能滿足應用要求。
本質上，衡量一個電池供電超聲波熱量計功耗的指標是其峰值工作電流以及其工作時間占空比。
峰值工作電流是指低功耗的超聲波熱量計的全部電路全部處于工作狀態時所需要的電流。而工作時
間占空比與熱量計工作時間與休眠時間有關。TDS-100R 型系列超聲波超低功耗工業熱表的峰值工
作電流小于6 毫安。
因此，對于不同的管段直徑以及不同的測量周期時間的儀表，其功耗是不同的，也就是電池的
壽命是不同的。一般地，超聲波熱量計廠家聲稱的電池壽命參數往往是指在較小的管道直徑和較大
的流量測量周期（例如一般10 秒）的條件下的電池壽命。因此對于較大管徑，電池壽命會“縮短”
就是這個原因。
電池快速耗盡的一個可能的原因是主控制器對電源的切換電路操作不當，或者當主控制器本身
失控，造成功耗比較大的超聲波信號發射和接收電路不能及時斷電而造成電路不能斷電長時間通電
等。顯然出現這樣情況的儀表質量是存在問題的。
而電池壽命除了和功耗成正比關系外，還和所采用的鋰電池容量有關系。電池容量越大，電池
的壽命越長。RCF-100R 型系列超聲波超低功耗工業熱表一般地采用19 安時的一次性鋰電池供電。
用戶可以從下表得到比較準確的電池壽命。
五 使用電流環
請注意在某些工業惡劣環境下，接入電流環回路后，會造成儀表不能正常工作。這時應該采用
電流環隔離器。
對于RCF-100R 型系列超聲波超低功耗工業熱表，如果用戶選用電流環，則熱量計使用電流
環的環路電流供電，這時不需再使用電池供電。在這種情況下，TDS-100R 型系列超聲波超低功耗
工業熱表就成了完全地兩線制儀表。
使用電流環時，在外部需要一個12V 至24V 的供電電源。如果線路較短時，可以使用12V 就
能滿足要求。一般地都是采用24V 電源供電。
一般地，電流環的環路電流最小值是4 毫安，最大值是20 毫安。在電流環上測量到的電流值
就是超聲波熱表測量到的瞬時流量。該電流值與瞬時流量及設定的儀表的最大量程之間的關系是
正積量
瞬時量
熱積量
熱流量
溫 度
溫 差
故障時
狀 態
電流環電流=4 毫安 + 16 ×（當前瞬時流量÷設定最大量程）
例如設定的最大量程是100 立方米/小時，當前管道的瞬時流量是40 立方米/小時，當電流環
輸出電流應該是 4+16×(40÷100)=10.4 毫安。
當電流環電流輸出不正確時，例如出現電流環路電流大于20 毫安，原因往往是設定的最大量
程設置不當。
當電流環環路電流大于24 毫安時，往往說明存在電路硬件故障。需要交廠家維修。
最大量程值是可以用戶編程的，即可以現場重新編程。但是操作步驟繁雜，請用戶盡量在選用超聲
波熱表的時候用書面文件明確告訴我們。如果確實需要修改，或者應用場合確實需要頻繁更改最大
量程，請及時和我們聯系，我們會細心地指導您完成修改。
工業現場過程壓力控制 航空航天領域 石油化工行業
儀器醫療食品等行業 航海及造船行業 污水處理和水利水電以及發電廠爐膛負壓
二、 產品特點：
激光調阻溫度補償，使用溫域寬，測量準確度高
過壓過流反向級性電路保護，可靠性高
電壓、電流、網絡、HART、無線等多種輸出形式
可以帶LCD、LED、等各種現場顯示
進口擴散硅或者陶瓷芯體，適用不同的介質的壓力液位測量
符合工業抗干擾國標三級
三、 技術參數
量 程：0~100 MPA內任意量程，最小為1KPA(擴散硅壓力傳感器)
準確度等級：0.2級（滿量程在70KPAS~5MPA以內，其他量程內：0.5級）
負載能力：電流型≤500Ω（不帶顯示）≤250Ω（帶顯示）電壓型≧3kΩ
介質溫度：－20℃～85℃（通過引壓管可以耐溫200度以內）
環境溫度：－20℃～85℃ 供電電壓：DC 24V(12V～32V)
非線性：± 0.2％F.S 遲滯性與可重復性：± 0.1％F.S
長期穩定性：± 0.1％F.S/y 熱力零點漂移：± 0.02％F.S/℃
響應時間：≤ 50ms 最大工作壓力：2倍量程
電氣連接：接線端子 外部零件材料：普通不銹鋼/316不銹鋼
殼體材料：鑄鋁外殼 防護等級：IP 65
過程連接：M20× 1.5外螺紋/DN25法蘭連接/其他
RCL投
RCL系列投入式靜壓液位變送器
一．概述：
投入式靜壓液位變送器是基于所測液體靜壓與該液體液位高度成比例的原理，采用國外先進的隔離型擴散硅敏感元件的壓阻效應，將靜壓轉換為電信號，再經過溫度補償和線性修正，轉化成標準電信號（一般為4—20mA）。
RCL系列投入式靜壓液位變送器采用精巧的結構，簡單的調教和靈活的安裝方式為用戶的使用提供了方便，4—20mA,1—5V，0—10mA等標準信號輸出方式由用戶根據需要任選。
二．用途：
可廣泛用于水廠、污水處理廠、城市供水、高樓水池、水井、地熱井、礦井、工業水池、
油池、水文地質、水庫、河道、海洋等場合。
三．特點：
★抗過載抗沖擊能力強★抗腐蝕性能優良★小巧精致，安裝方便
★浪涌電壓、過壓、過流和反相極性保護★抗干擾設計★穩定性高，實用性強
RCS-08系列超聲波液位計：
RCS系列超聲波物位變送器
一、前言
RCS系列超聲波物位變送器型號眾多，各有特點，這在說明書中有詳細的描述。您在使用中，無論遇到何種問題，請聯系我們，我們的工程師會及時給您解答和說明。
二、產品介紹：
RCS系列超聲波物位（液位、料位）變送器，采用測量時間差的原理，測得物料高度。該產品為非接觸測量儀表，有很強的抗干擾能力，安裝、維護、使用非常方便，更適合于環境復雜的工業現場。它采用小功率、小盲區收發型專用超聲波傳感器，測量精度高，運行穩定，而且具有溫度補償功能。可廣泛用于制造、電力、冶金、建材、化工、糧食、倉儲、船舶、紡織、交通、勘探、食品加工等行業，既可測量液體物料，也可測量固體物料。
RCDL系列電磁流量計：
RCDL型智能電磁流量計
一、概述：RCDL型智能電磁流量計是我公司采用國內外先進技術研制開發的全智能型電磁流量計，其全中文電磁轉換器內核采用高速中央處理器。計算速度非常快、精度高、測量性能可靠。轉換器電路設計采用國際先進技術，輸入阻抗高達1015歐姆，共模抑制比優于100db，對于外來干擾以及60Hz/50Hz干擾抑制能力優于90db,可以測量更低的電導率的流體介質流量。其傳感器采用非均勻磁場技術及特殊的磁路結構，磁場穩定可靠，而且大的縮小了體積，減輕了重復，使流量計小型流量化的特點。使客戶“買的放心，用的省心，服務稱心”是我公司的宗旨。
二、產品特點：
1、道內無可動部件，無阻流部件，測量中幾乎沒有附加壓力損失。
2、測量結果與流速分布，流體壓力，溫度、密度、粘度等物理參數無關。
3、在現場可根據用戶實際需要在線修改量程。
4、高清晰度背光LCD顯示，全中文菜單操作，使用方便，操作簡單，易學易懂。
5、采用SMD器件和表面貼裝（SMT電路可靠性高。）
6、采用16位嵌入式微處理器，運算速度快，精度高，可編程頻率低頻矩形波勵磁，提高了流測量的穩定性，功耗低。
7、全數字量的處理，抗干擾能力強，測量可靠，精度高，流量測量范圍可達150:1
8、超低EMI開關電源，使用電源電壓變化范圍大，抗EMC好
9、內部具有三個積算器可分別顯示正向累計量及差值積算量，內部設有不掉電時鐘，可記錄16次掉電時間
10、具有RS485、RS232、Hart和Modbus等數字通訊信號輸出。
11、具有自檢與自論功能
LUGB系列渦街流量計：
一、概述:
LUGB智能渦街流量計是一種采用國際上最新數字集成技術并根據國內工業自動化控制的實際需求而研制開發的新一代高品質智能化儀表。傳感器采用壓電晶體作為檢測元件的新型應力式智能流量測量儀表，適用于各種氣體、蒸汽、液體的流量計量。
該儀表具有與流量成比例的脈沖、電流信號、RS-485通訊、便于和計算機聯用等優點。流量計采用檢測探頭與旋渦發生體分開安裝，而且耐高溫的壓電晶片不與介質接觸，所以儀表具有結構簡單、通用性好和穩定性高的特點。
二、LUGB渦街流量計產品特點:
1、適用于各種氣體、液體和蒸汽的流量檢測及計算。
2、檢測元件不接觸流體，可靠性高，介質適應性強。
3、無可動部件，耐磨損，結構牢固、簡單。
4、測量范圍寬，準確度高。
5、溫度適應范圍寬。
6、脈沖信號輸出或二線制4～20mA電流信號輸出。
7、帶RS-485通訊。
XSDAL:
多通道熱工表
熱工表泛指用于常用熱工量測量及控制的儀表。常用熱工量一般包括溫度、濕度、壓力、液位、物位及成分等。
多通道熱工表包括4個系列產品，主要的差別在可測量的通道數和可選配的功能。
■ 超過4通道的多通道測量需求可以選擇巡檢儀。
■ 多通道儀表的特點是實現通道間的運算及比較，同時也減少儀表數量，降低集成成本。
■ XSD2是雙通道輸入，可實現差值、和值、平均值運算及較大值、較小值的比較功能。
■ XSD3是3通道輸入，可實現平均值運算及較大值、較小值的比較功能。
■ XSD4是4通道輸入，也可以用于2、3通道輸入。具備多種報警方式。
■ XSDAL可以輸入2~4通道，具備最多4路變送輸出，最多8點報警輸出的選配功能。
XSDAL系列
■ 2～4路測量輸入，各輸入獨立顯示。
■ 0.2級精度，測控速度0.4～0.8秒（0.2秒×通道數）。
■ 3通道輸入和4通道輸入時，具備平均、最大、最小三種運算方式，運算的結果可用于報警、變送、通訊。
■ 最多8個報警輸出點。
■ 最多4路變送輸出。
■ 鋁合金外殼，可插拔接線端子。
XSE系列
■ 0.05級精度，測控速度每秒5次。顯示范圍-19999～45000。
■ 16段折線修正功能。
■ 可選配1-4點報警輸出。包括測量值上限、測量值下限、偏差上限、偏差下限、偏差絕對值五種基本報警方式和與五種基本報警方式對應的五種待機報警方式。（待機報警方式：指儀表通電時即使處于報警區域也不報警，當測量值進入不報警區域后建立待機條件，此后正常報警）。
■ 5種可選配的外供電源。
■ 可選配通訊、變送和打印功能。
xse
XSR70A系列
■ 臺式機箱、5英寸320×234分辨率 TFT彩色液晶屏
■ 0.2級精度，測控周期每通道0.1秒，巡回檢測方式
■ 8～64通道輸入
■ 內存64Mb
XSL系列
■ 8～80個輸入通道。鋁合金外殼，插拔式接線端子。
■ 0.2級精度，測控速度每通道0.1秒或0.2秒（熱電偶通道）。
■ 可輸入熱電阻，熱電偶，直流電流，直流電壓信號。
■ 2位通道號顯示，4位測量值顯示、顯示范圍-1999～9999。
■ 熱電阻顯示分辨力為 0.1℃，熱電偶顯示分辨力可通過參數設置為1℃或0.1℃。（各通道獨立設置）
XSR90系列
■ 5.6英寸、640×480高分辨率 TFT彩色液晶屏。
■ 0.2級精度，測控周期0.1秒。（全部通道同步測量一次）
■ 最多18通道，萬能輸入，通道間全隔離。
■ 記錄間隔0.1秒～60秒共9檔可設。可存儲1億個測量數據（例：6通道，每5秒記錄1次則可記錄多達3年）。
■ 標配USB2.0轉儲接口。最大支持32GB U盤，FAT16或FAT32格式。
■ 自定義黑白背景色及橫縱走紙方向。
■ 鋁合金外殼，可拆卸式端子。
■ 標配外供變送器電源，24V±5%，200mA以下。
■ 可選配通訊、變送、打印功能。
、XSJ系列流量積算器
■ 配接電流、電壓輸出的流量變送器和脈沖輸出的流量傳感器。
■ 累積流量8位顯示，瞬時流量4位顯示。
■ 0.2級精度。測量控制速度每秒5次。
■ 8段折線修正功能。
■ 可選配累積量脈沖輸出功能。
■ 可選配2點報警輸出，實現瞬時量報警或累積量預置輸出。
■ 可選配停電記錄功能。
■ 可選配通訊，打印及瞬時量變送輸出功能。
XSJD系列定量控制儀（新產品）
■ 配接各種脈沖輸出的流量傳感器，用于流量定量控制，自動給料控制。
■ 2點繼電器輸出，分別用于定量控制和瞬時流量下限報警（斷料報警）。
■ 3點開關量輸入，用于外接啟動、停止（急停）、恢復(不清零啟動）開關。
■ 手動啟動定量控制和自動循環定量控制功能。
■ 累積流量測量精度：±1個脈沖 瞬時流量精度0.2級。
■ 定量控制精度與流速及裝置相關。
■ 定量控制測控速度：0.02秒。
■ 標配流量傳感器電源。
■ 8段折線修正功能。
■ 可選配通訊接口及瞬時流量變送輸出。
XSR22FC系列溫壓補償流量積算器
■ 適用于需要溫度、壓力補償運算的應用。
■ 128×64點陣液晶屏顯示，鋁合金外殼。
■ 同時具備電流（電壓）流量輸入通道和脈沖量輸入通道。適應各種流量變送器，傳感器。
■ 標配2路獨立的外供電源，分別用壓力（溫度）和流量變送器供電。
■ 漢字顯示方式，方便的設置引導方式。簡化參數設置過程。
■ 記錄瞬時流量，溫度、壓力的歷史數據（曲線），并可查詢。
■ 3年內每年，每月，每日累積流量記錄及查詢。
■ 停電信息記錄及查詢。
■ 自動屏保功能。
■ 輸入信號測量精度0.2級，測控速度0.6秒。
■ 可選配USB接口，實現記錄數據轉儲。
■ 可選配2點報警輸出，實現各測量值的報警和累積量的預置輸出。
■ 可選配1路變送輸出，可針對各測量值。
■ 可選配通訊接口
