一、概述

　　LXJ－１型流量水头效率监视仪是一种智能化的多参数监视仪表，能够在线监测水轮机的过机流量、累积流量、工作水头和效率，并输出各参数的标准模拟量信号，通常要与测量流量、工作水头的差压变送器和测量发电机的功率变送器配套使用。该仪表具有质量稳定、功能齐全、高亮度显示、操作简便、掉电保护等优点。

二、主要技术指标

    1.输入信号:三路DC4～20mA,量程可任意设置。

    2.测量精度:±0.2％FS

3.显示方式:双排数码管显示

  上排4位数码管可切换或巡回显示瞬时流量、工作水头和水轮机效率；

  下排8位数码管显示累积流量。        

    4.断电保护:仪表内累积量断电保持时间大于2年，用户设定的参数断电后*保持。

5.采用*的全自动数字式本机调校系统,无需电位计调整。

6．输出信号：三路DC4～20mA，负载575Ω。

    7.变送器电源:DC24V±1.2V

    8．工作环境:-5～ 50℃,湿度小于90％。

    9.仪表电源:85～265VAC,功耗小于4W。

    10.外型尺寸:160×80×250mm

    11.开孔尺寸:152×76mm 

三、工作原理

　　本仪表以单片机为核心，配以A/D、D/A、E2PROM、按键、数码管等外围元件。

　　传感器输出的电压信号（或电流信号转换成电压信号），经表内的信号调节器（含放大及滤波电路）变成适度的电压信号，经4位半自稳零A/D转换成数字量。计算机内存储多种传感器的转换函数表, 电平数字信号经查表逐一还原成相应的被测参数量值信号后,一路送数码管显示,根据需要还可送打印机打印或通讯给上位机。另一路经D/A变换成模拟量输出。 电路采用专门设计的抗干扰电路,消除工频及各自电流辐射干扰。 并采用高精度稳压集成电路组成多路稳压电源。

四、操作说明

（一） 仪表前面板

（二）操作键使用说明

 SET-参数设定键，按下此键，可按次序输入参数，设定完一个参数后请按SET键存贮，同时进入下一个参数的设定。

▲-设定值增加键，修改参数时，用于增加数值。

▼-设定值减小键，修改参数时，用于减小数值。若按下▲或▼键不动，数值将快速增减，松手后停止。

SEL-选择键，工作状态下，选择显示水轮机效率、瞬时流量、工作水头值，或巡回显示水轮机效率、瞬时流量、工作水头值，同时相应的指示灯亮。

CLR-清零键，按下此键，上排数码管出现-CL-，下排数码管出现1230，把1230设1234后，再按SET键，则完成累积量清零，输入其他值无效。

         （三）操作顺序

按下“SET”键，上排数码管显示－Cd-，下排数码管显示1230， 提示输入口令，口令值为1234，如 果输入不对，则不能进入参数修改循环圈，仪表数秒后按原设置值运行，这主要是为了防止非技术人员误操作。

    在设定状态下，仪表上排数码管显示功能提示符，下排数码管显示设定值；工作状态下，上排显示水轮机效率值，下排显示累积流量值。

参数设定如下：

（1）KF：开平方运算设置开关，选择on，输入信号与显示值成开方关系，选择OFF，输入信号与显示值成线性关系。提示符on和oFF用▲或▼键来改变，并按SET键确认。

（2）K－流量开方系数

　（3）UH－流量输入线性量程上限            

  （4）dPL－水头差压输入信号下限所对应的仪表显示值，单位为MPa。　    

  （5）dPH－水头差压输入信号上限所对应的仪表显示值，单位为MPa。　    

  （6）A1-蜗壳进口断面面积，单位为m2

  （7）A2-尾水管出口断面面积，单位为m2

  （8）nGL－功率变送器输入信号下限所对应的仪表显示值，单位为MW。

（9）nGH－功率变送器输入信号上限所对应的仪表显示值，单位为MW。

  （10）r-当地水的比重（N/m3） 计算中取r=9743N/m3

  （11）ηg-发电机的效率，单位为百分比（%）

  （12）OUT1-与输出模拟信号DC20mA相对应的瞬时流量值，单位为ｍ3／ｓ，输出DC4mA对应的瞬时流量值为0。

  （13）OUT2-与输出模拟信号DC20mA相对应的工作水头，单位为ｍ，输出DC4mA对应的工作水头值为0。

  （14）OUT3-与输出模拟信号DC20mA相对应的水轮机效率值，单位为%，输出DC4mA对应的效率值0。

  （15）Lb-数字滤波参数，设置范围为0～20，0没有任何滤波，1只有中间值滤波，2～20同时有取中间值滤波和二阶积分滤波。Lb越大，测量值越稳定，但响应也越慢。一般在测量值受到较大干扰时，可逐步增大Lb值，调整使测量值间跳动小于2～5个字。在实验室对仪表进行计量检定时，则应将Lb设置为0或1以提高响应速度。

    五、 数学模型:

    Q=输入瞬时流量

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

    η=102N/rηgHQ

式中:

Q-水轮机流量（ｍ3／ｓ）

UH-瞬时流量量程上限。

    △P-蜗壳测流断面内外侧差压

    H-水轮机净水头（mH2O）（待测量）

    A1-蜗壳进口断面面积（m2）

    A2-尾水管出口断面面积（m2）

Z1-蜗壳进口压力传感器中心高程（以海拔高程m计）

Z2-尾水管出口压力传感器中心高程（以海拔高程m计）,本仪表取Z1= Z2

P1-蜗壳进口压力变送器实测值（Pa） （ 由相应的监视仪表提供标准4-20mA直流信号）

    P2-尾水管出口压力变送器实测值（Pa） （ 由相应的监视仪表提供标准4-20mA直流信号）

    g-当地的重力加速度（m/s2）计算中取g=9.800m/s2）

    r-当地水的比重（N/m3） 计算中取r=9743N/m3,待测量过机含沙量修正

    α1-蜗壳进口断面流速分布均匀系数,在实际计算中取α1=1

α2-尾水管出口断面流速分布均匀系数,在实际计算中取α2=1

     N-发电机的有功功率，单位为MW。    

     ηg-发电机的效率，单位为％。