TDS-100P便攜式帶打印超聲波流量計
產品編號：152052-986
產品型號：TDS-100P
更新時間：2014.01.21
企業(yè)單位：南京卓瑪機電有限公司
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外形圖
左側視圖：
TDS-100P便攜式超聲波流量計是用來測量封閉管路液體流量的，它的傳感器是采用非接觸、附著式的，這樣就使安裝簡單易于操作。
TDS-100P便攜式超聲波流量計的兩個傳感器具有收、發(fā)兩用的特點。使用者將兩個傳感器按照一定距離附著在管道外側即可，可以使用兩次聲程的V法，四次聲程的W法，
或者采用聲波直接穿過被測管路的相對安裝的Z法。
流量計控制兩個傳感器輪流接收和發(fā)射超聲波并測量其間的傳播時間，計算時間差值，得到的時差與流體的流速成正比，其關系符合下面的表達式：
θ 為聲束與液體流動方向的夾角
M 為聲束在液體的直線傳播次數
D 為管道內徑
Tup為聲束在正方向上的傳播時間
Tdown 為聲束在逆方向上的傳播時間
ΔT=Tup –Tdown
§1.5 典型用途|
1. |
水、工業(yè)污水、海水 |
10. |
船體操作和維護 |
|
2. |
酸堿液 |
11. |
節(jié)能監(jiān)測、節(jié)水管理 |
|
3. |
各種油類 |
12. |
造紙和制漿 |
|
4. |
給水和排水 |
13. |
泄漏檢測 |
|
5. |
水資源檢測 |
14. |
熱力、供暖、供熱 |
|
6. |
石油、化工 |
15. |
水泵、鍋爐、冷卻塔制造 |
|
7. |
食品和醫(yī)藥 |
16. |
流量、熱量管理、監(jiān)控網絡系統(tǒng) |
|
8. |
發(fā)電廠(核電、火力和水力) |
17. |
流量巡檢、流量跟蹤和采集 |
|
9. |
冶金、礦山 |
18. |
熱量測量、熱量平衡 |
TDS-100P便攜式超聲波流量計已成功的應用于各行業(yè)的計量工作，測量范圍20-6000mm，如此廣泛的測量是因為它采用了非接觸式測量，沒有活動部件，不受系統(tǒng)的壓力和惡劣環(huán)境的影響。標準傳感器的上限溫度是110℃，超過此溫度請與廠家聯系。
§1.6 裝箱單(標準配置)|
標準配置 |
數 量 |
描 述 | |
|
主 機 |
|
1個 |
工作溫度:-20-60℃ 測量精度±1% |
|
中型傳感器 |
|
2只 |
帶磁性 體積:64×35×32mm 工作溫度:-40-110℃ 測量范圍:DN50-DN1000mm |
|
超聲波專用信號電纜 |
|
2根 |
長度:5m,用于連接超聲波流 量計主機和傳感器 |
|
電 源 線 |
|
1根 |
長度:3m,用于給超聲波流量 計主機充電或使用交流供電， 長時間進行測量 |
|
超聲波專用耦合劑 |
1瓶 |
重量:110g,用于超聲波傳感器 和管壁間超聲波信號傳播 | |
|
拉 緊 器 |
2根 |
長度:3m,拉力≤100kg 用于非磁性管道捆綁傳感器 | |
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卷 尺 |
|
1個 |
長度:3m 用于測量管道周長或兩個傳感 器間的安裝距離 |
|
熱敏打印紙 |
|
2卷 |
長度:30m |
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說 明 書 |
|
1本 |
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|
高強度防護箱 |
|
1個 |
體積:456×355×133mm 適用于野外、井下等惡劣環(huán)境 |
|
可選配的傳感器 |
型 號 |
描 述 |
測量范圍 |
溫度范圍 |
|
小型傳感器 |
S-1 |
帶磁性 |
DN15-100mm |
-40～110℃ |
|
中型傳感器 |
M-1 |
帶磁性 |
DN50-7000mm |
-40～110℃ |
|
大型傳感器 |
L-1 |
帶磁性 |
DN300-6000mm |
-40～110℃ |
|
高溫小型傳感器 |
HS-1 |
DN15-100mm |
-40～160℃ | |
|
高溫中型傳感器 |
HM-1 |
DN50-1000mm |
-40～160℃ |
|
可選配的其它配件 |
型 號 |
描 述 |
測量范圍 |
測量精度 |
|
超聲波測厚儀 |
TT100 |
準確測量管道壁厚提高流量測量精度 |
1.2～225.0mm |
±1%H±0.1mm (H為被測物厚度) |
|
加長信號電纜 |
長度10m×2 |
適用于測量管道距離主機較遠的場合 |
||
|
加長拉緊器 |
長度6m×2 |
適用管道直徑超過1000mm的傳感器固定 |
||
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熱敏打印紙 |
長度30m |
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項 目 |
性 能、參 數 | |
|
測 量 主 機 |
精 度 |
優(yōu)于±1% |
|
重 復 性 |
0.2% | |
|
流速范圍 |
0 ~ ±30 m/s | |
|
測量原理 |
時差型，采用低電壓多脈沖發(fā)射電路，雙平衡信號差分接收電路 | |
|
采樣頻率 |
256次/秒 | |
|
顯 示 |
2×20點陣式背光型液晶顯示器可同時顯示瞬時流量及累積流量、流速、時間等數據 | |
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操 作 |
4×4＋2式輕觸鍵盤 | |
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輸 出 |
數據接口：RS-485 | |
|
打印輸出 |
選用24列字符微型熱敏打印機 | |
|
其它功能 |
自動記憶前64日、前64月、前5年的流量數據 自動記憶前64次來電和斷電時間及流量 可進行人工或自動補量，減少用戶流量損失 自動記憶前64日流量計的工作狀態(tài)是否正常 故障自診斷功能、網絡工作方式等 | |
|
傳 感 器 |
標準TS-1型，適用于管徑DN15～DN100 mm, 流體溫度≤110℃ 標準TM-1型，適用于管徑DN50～DN1000mm, 流體溫度≤110℃ 標準TL-1型，適用于管徑DN300～DN6000mm, 流體溫度≤110℃ | |
|
超聲波專用信號電纜 |
定制雙絞線，一般情況下限于20米，特定場合單根可加長至500 米，不推薦；選用RS-485通信接口，傳輸距離可達1000米以上 | |
|
管道 |
管 材 |
鋼、不銹鋼、鑄鐵、水泥管、銅、PVC、鋁、玻璃鋼等一切質密的管道，允許有襯里 |
|
內 徑 |
15～6000mm | |
|
直管段 |
傳感器安裝點盡可能滿足：上游≥10D，下游≥5D，距泵出口處≥30D（D是指管徑） | |
|
流 體 |
種 類 |
水、海水、工業(yè)污水、酸堿液、酒精、啤酒、各種油類等能傳導超聲波的單一均勻的液體 |
|
濁 度 |
≤10000 ppm且氣泡含量小 | |
|
溫 度 |
標準傳感器：-30~90℃，高溫傳感器：-30~160℃ | |
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流 向 |
正反向雙向計量，并可以計量凈流量 | |
|
流 速 |
0 ~ ±30 m/s | |
|
工作環(huán)境 |
溫 度 |
主 機：-20～60℃ 傳感器：-40℃～110℃（大于此溫度范圍要求請與廠家聯系） |
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濕 度 |
主機：85%RH 傳感器：可浸水工作，水深≤3m | |
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電 源 |
鎳氫電池可連續(xù)工作20小時以上或AC220V | |
|
功 耗 |
2W | |
|
充 電 |
采用智能充電方式，直接接入AC220V,充足后自動停止，顯示綠燈 | |
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體 積 |
225×180×67 mm | |
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重 量 |
凈重2.0kg（主機） | |
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備 注 |
配備高強度防護箱，可在野外、井下等惡劣環(huán)境中使用 | |
請檢查備件是否與裝箱單內容相符？運輸中機殼是否受損？是否有螺絲脫落？連線是否松動？如有問題，請盡快與廠家聯系。
§2.2 供電電源及后備電池TDS-100P型便攜式超聲波流量計采用內置式鎳氫電池工作，充滿電后一般可工作20小時左右。
充電方式采用智能充電方式，操作者可將配備的電源線一端插入機器右側AC220V端口，另一端插入電源插座（AC220V）即可完成充電操作。連接完成后，機器鍵盤處有一處“CHARGE”紅色指示燈閃爍，表示充電正在進行。電池充足電后，紅色指示燈變?yōu)榫G色。
后備電池使用CR2032紐扣電池。它的作用是： = 1 \* GB3 ①保持單片機內部數據不丟失 = 2 \* GB3 ②保持實時時鐘的運行。如果沒有后備電池，那么外部供電電源斷電后，實時時鐘將不會運行，年月日累計等數據將會丟失。所以如果沒有后備電池，那么每次上電時，用戶都需要重新設置新的日期時間，否則定時打印及年月日累積等功能就不會正常工作。
在外部供電電源斷電的條件下，后備電池可保持數據及時鐘運行10萬小時。
后備電池的標稱電壓為3V。電池耗盡后，用戶可自行更換。
§2.3 傳感器接線便攜式傳感器使用不同的顏色區(qū)分上下游傳感器，請注意。上游：紅色，下游：藍色。
第十三版便攜式超聲波流量計的傳感器連線主要采用定制雙絞線，這是因為收發(fā)電路采用了雙平衡信號差分所決定的，定制雙絞線的好處是能使抗干擾性能大大提高。如果使用單屏蔽的常規(guī)高頻電纜，或者像第五版流量計那樣的雙屏蔽電纜，會使機器性能下降，外界干擾信號大的時候，不能正常測量。
建議一般情形下，都要使用專用電纜。專用電纜信號損耗小，抗干擾性好，能保證儀表長期可靠工作。
§2.4 安裝傳感器為了保證測量精度，選擇測量點時要求選擇流體流暢分布均勻的部分，應遵循下列原則：
1. 要選擇充滿流體的管段，如管段的垂直部分或充滿流體的水平管段。
2. 要保證測量點處的溫度在可工作范圍以內。
3. 充分考慮管內壁結垢狀況，盡量選擇無結垢的管段進行測量。實在不能滿足時，需把結垢考慮為襯里以求較好的測量精度。
4. 選擇管材均勻密致，易于超聲波傳輸的管段。
首先選擇管材致密部分進行傳感器安裝，將管外欲安裝傳感器的區(qū)域清理干凈，除去一切銹跡油漆，如有防銹層也應去掉，用角磨機打光，再用干凈抹布蘸丙***或酒精擦去油污和灰塵，然后在傳感器的中心部分和管壁涂上足夠的超聲波專用耦合劑，然后把傳感器緊貼在管壁上捆綁好。
注意：
= 1 \* GB2 ⑴ 在傳感器和管壁之間不能有空氣泡及沙礫。
= 2 \* GB2 ⑵ 在水平管段上，要把傳感器安裝在管道截面的水平軸上以防管內上部可能存在氣泡。
= 3 \* GB2 ⑶ 安裝傳感器一般要求上游大于10D，下游大于5D，距泵出口或閥門處要大于30D（D為直徑）（參見下頁圖）
傳感器間距以兩個傳感器的內距離邊緣為準（參見傳感器安裝方式頂視圖）輸入了所需的參數以后，查看顯示窗口25所顯示的數字，并使傳感 器的間距符合25號窗口數據。
§2.4.2 傳感器安裝方式傳感器安裝方式共有四種。這四種方式分別是V法、Z法、N法和W法。下面分別說明。一般在小管徑時（DN100~300mm）可先選用V法；V法測不到信號或信號質量差時則選用Z法，管徑在DN300mm以上或測量鑄鐵管時應優(yōu)先選用Z法。
W法和N法是較少使用的方法，適合DN50mm以下細管道。
§2.4.2.1 V法V法一般情況下是標準的安裝方法，使用方便，測量準確?？蓽y管徑范圍為25mm至大
約400mm，推薦在20~300mm的管道上使用。安裝傳感器時，注意兩個傳感器水平對齊，其中心線與管道軸線水平。
V法 ── 側視圖
V法 ── 截面圖
§2.4.2.2 Z法當管道很粗或由于液體中存在懸浮物、管內壁結垢太厚或襯里太厚，造成V法安裝信號弱，機器不能正常工作時，要選用Z法安裝。原因是；使用Z法時，超聲波在管道中直接傳輸，沒有折射（稱為單聲程），信號衰耗小。
Z法可測管徑范圍為100mm至大約6000mm。實際安裝流量計時,建議300mm以上的管道都要選用Z法。
Z法 ── 側視圖
Z法 ── 截面圖
§2.4.2.3 W法W法通過延長超聲波傳輸距離的辦法來提高小管測量精度。適用于測量50mm以下的小管。使用W法時，超聲波束在管內折射三次，穿過流體四次(四個聲程)。
W法 ── 側視圖
W法 ── 截面圖
§2.4.2.4 N法非常少用的安裝方式。
§2.5 通電按 ON 鍵打開流量計的電源，按 OFF 鍵關閉流量計的電源。
TDS-100P型便攜式超聲波流量計通電后，首先運行自我診斷程序，對軟硬件進行檢測，
如果存在故障，將顯示相應的錯誤信息（參見第五章故障解析）。診斷后，機器將按使用者固化的參數進行工作。
如果機器已經安裝好，每次通電后總是進入01號顯示窗口。從M01窗口可以看到機器正在調整放大器增益，通過這一步流量計就會找到合適的收波工作狀態(tài)。顯示器左上角顯示1、2、3的過程提示后，機器自動進入正常的測量狀態(tài)，顯示器左上角顯示“*R”字樣。
鍵盤操作并不影響測量的進行，因為TDS-100P型便攜式超聲波流量計內部采用了分時技術進行并行處理。測量、運算、鍵入、顯示、打印、串行口操作、輸入輸出等都稱為“事件”，各事件之間是相互獨立的。例如：使用者修改日期時間將絲毫不影響與日期時間無關的
其他任務。流量計的測量工作程序總是在使用界面的后臺進行的，因此流量測量不會因為窗口瀏覽而停止，不論在哪一個顯示窗口上，測量、輸出等任務是照常進行的。
§2.6 鍵盤
TDS-100P型便攜式超聲波流量計鍵盤如右圖所示，說明如下：
0 ~ 9 和 . 鍵用于輸入數字或菜單號；
? 鍵用于左退格或刪除左面字符；
上下鍵 ▲/+ 和 ▼/- 用于進入上一菜單或下一菜單，在輸入數字時，相當于正、負號鍵；
MENU 鍵（以后文字描述時，簡稱為M鍵）用于訪問菜單，先鍵入此鍵后再鍵入兩位數字鍵，即可進入數字對應的菜單窗口，例如：欲輸入管外徑，鍵入MENU 1 1 即可，其中“11”是管外徑參數窗口地址碼；
回車鍵 ENT ，也可稱為確認鍵，用于“確認”已輸入數字或所選擇內容。另一個功能是在輸入參數前按此鍵用于進入“修改”狀態(tài)。
蜂鳴器發(fā)出的按鍵提示“吡吡”音，可使用77號窗口選擇第十九項關閉。
§2.7 怎樣操作TDS-100P型便攜式超聲波流量計采用了窗口化軟件設計，所有輸入參數、儀器設置和顯示測量結果統(tǒng)一細分為100多個獨立的窗口表示，使用者通過“訪問”特定的窗口即可達到輸入參數、修改設置或顯示測量結果的目的，窗口采用兩位數字（包括+號）編號，從00~99，然后是+0、+1等。窗口號碼或稱窗口地址碼，表示特定的含義，例如11號窗口表示輸入管道外徑參數，25號窗口顯示傳感器安裝距離等，見第4章窗口詳解說明。
訪問窗口的快捷方法是在任何狀態(tài)下，鍵入MENU 鍵，再接著鍵入兩位數的窗口地址
碼。例如欲輸入或查看管道外徑參數，窗口地址為11，鍵入MENU 1 1 即可。
訪問窗口的另一種方法是移動訪問，使用按鍵 ▲/+ 和 ▼/- 及 ENT 鍵，例如當前窗口為66，鍵入 ▲/+ 即進入窗口65，再鍵入 ▲/+ 進入窗口64；鍵入 ▼/- 后，又回到窗口65，再鍵入 ▼/- 又進入窗口66。
窗口地址碼的安排是有一定規(guī)律的（請見下一節(jié)說明和“窗口詳解”章），使用者并不需要一一記住，只需記住常用窗口的地址碼以及不常用窗口的大體位置即可。使用時暫時進入
大體相鄰的窗口，然后使用 ▲/+ 和 ▼/- 鍵找到想要訪問的窗口。
總之，有機的結合使用快捷方法和移動方法，可以發(fā)現訪問窗口的操作方法實際上既簡單又方便。
§2.8 窗口簡介窗口按下列規(guī)律安排：
00~09 號窗口是顯示窗口，能顯示瞬時流量、正累積流量、負累積流量、凈累積流量、瞬時流速、日期時間、模擬輸入當前量、當前工作狀態(tài)、今日流量。
10~29 號窗口是初始參數操作窗口，在這些窗口中輸入諸如管道外徑、管壁厚度、流體種類、傳感器類型、傳感器安裝方法等參數，顯示安裝距離等。
30~38 號窗口是流量單位選擇和累積器選項操作窗口，在這些窗口中，可以選擇工作單位系，可選擇流量計工作單位諸如立方米、公升等、可以打開或關閉各累積器或是對其進行“清零”操作。
40~49 號窗口包括流量修正操作窗口和網絡標識地址碼（46號）、密碼保護（47號）等。
50~89 號窗口包括打印機輸出、RS-485輸出、繼電器輸出、電流環(huán)輸出、批量控制器、日期時間、頻率信號輸出、報警輸出、模擬輸入、日月年累積器等功能的設置和操作。
90~94 號窗口為流量計檢查窗口。90號窗口顯示信號強度和信號質量Q值；91號窗口顯示信號傳輸時間比；92號窗口顯示通過測量估計的流體聲速；93號窗口顯示測量的信號傳輸總的時間和時差；94號窗口顯示雷諾數和儀器自動修正系數。
96~99 號沒有“窗口”可進入。它們代表打印命令：M96用于打印機進紙或上紙、M99打印當前窗口內容。
+0~+9 號窗口是附加的一些次常用功能窗口，包括上斷電時間記錄、總工作時間、總上電次數等。甚至還包括一個單精度函數計算器。
還有一些窗口是有關硬件調試操作的，只用于廠家調試。詳細的說明請見“怎樣使用”和“窗口詳解”章節(jié)。如果還感覺到操作有困難，請模仿下一節(jié)輸入管道參數步驟練習。
§2.9 快速輸入管道參數和步驟TDS-100P型便攜式超聲波流量計常規(guī)測量時需要輸入下列參數：
1. 管道外徑（M11）
2. 管壁厚度（M12）
3. 管材（M14）
4. 襯材參數（如有,包括：襯材聲速M17和襯里厚度M18）
5. 流體類型（M20）
6. 傳感器類型 （M23）
7. 傳感器安裝方式（M24）
上述參數條件的輸入步驟一般遵循下列設置步驟:
1. 鍵入MENU 1 1 進入11號窗口輸入管外徑后鍵入 ENT 鍵
2. 鍵入 ▼/- 進入12號窗口輸入管壁厚度后鍵入 ENT 鍵
3. 鍵入 ▼/- 進入14號窗口 ENT , ▲/+ 或 ▼/- 選擇管材后鍵入 ENT 鍵
4. 鍵入 ▼/- 進入16號窗口 ENT , ▲/+ 或 ▼/- 選擇襯材后鍵入 ENT 鍵
5. 鍵入 ▼/- 進入20號窗口 ENT , ▲/+ 或 ▼/- 選擇流體類型后鍵入 ENT 鍵
6. 鍵入 ▼/- 進入23號窗口 ENT , ▲/+ 或 ▼/- 選擇傳感器類型鍵入 ENT 鍵
7. 鍵入 ▼/- 進入24號窗口 ENT , ▲/+ 或 ▼/- 選擇安裝方式后鍵入 ENT 鍵
8. 鍵入 ▼/- 進入25號窗口，按所顯示的安裝距離及上步所選擇的安裝方式安裝好傳感器(見本章安裝節(jié))
9. 鍵入MENU 0 1 進入01號窗口顯示測量結果
§2.10 怎樣判斷傳感器是否正常工作
檢查安裝是指檢查傳感器安裝是否合適、是否能夠接收到正確的、足夠強的、可以使機器正常工作的超聲波信號，以確保機器長時間可靠的運行。通過檢查接收信號強度（M90）、傳輸時間比值（M91）、以及總傳輸時間及時差（M93），可確定安裝是否合適。
安裝的好壞直接關系到流量值的準確，機器長時間可靠的運行。雖然大多數情形下，把傳感器簡單地涂上耦合劑貼到管壁外，就能得到測量結果，這時還是要進行下列的檢查，以確保得到好的測量結果并使儀器長時間可靠的運行。
§2.10.1 信號強度信號強度（M90中顯示）是指上下游兩個方向上接收信號的強度。TDS-100P使用00.0~99.9 的數字表示相對的信號強度。00.0 表示收不到信號；99.9 表示大的信號強度。
一般情況下，信號強度越大，測量值越穩(wěn)定可信，越能長時間可靠的運行。
安裝時應盡量調整傳感器的位置和檢查耦合劑是否充分，確保得到大的信號強度。
系統(tǒng)能正常工作的條件是兩個方向上的信號強度大于60.0。當信號強度太低時，應重新檢查傳感器的安裝位置、安裝間距以及管道是否適合安裝或者改用Z法安裝。
§2.10.2 信號質量(Q值)信號質量簡稱Q值（M90中顯示）是指收信號的好壞程度。使用00~99的數字表示信號質量。00表示信號差；99表示信號好。
信號質量差的原因可能是工作參數不正確，干擾大，或者是傳感器安裝不好，或者使用了質量差、非專用的信號電纜。一般情形下應反復調整傳感器，檢查耦合劑是否充分，直到信號質量盡可能大時為止。
§2.10.3 傳輸時間比傳輸時間比用于確認傳感器安裝間距是否正確。在安裝正確的情況下傳輸比應為100±3。傳輸時間比可以在M91中查看。
當傳輸比超出100±3的范圍時，應檢查參數（管外徑、壁厚、管材、襯里等）輸入是否正確、傳感器的安裝距離是否與M25中所顯示的數據一致、傳感器是否安裝在管道軸線的同一直線上、是否存在太厚的結垢、安裝點的管道是否變形等。
§2.10.4 總傳輸時間、時差M93中所顯示的“總傳輸時間、時差”能反應安裝是否合適，因為流量計內部的測量運算是基于這兩個參數的，所以當“時差”示數波動太大時，所顯示的流量及流速也將跳變厲害，出現這種情況說明信號質量太差，可能是管路條件差，傳感器安裝不合適或者參數輸入有誤。在通常情況下，時差的波動應小于±20％。但當管徑太小或流速很低時，時差的波動可能稍大些。
§2.10.5 安裝后檢查事項1）查看管道參數并確認各項是否正確，記錄流量計序列號以及其它參數并同信號強度等狀態(tài)信息一起存檔以備查驗。
2）查看M90菜單，判斷信號強度及Q值是否大于70；
3）查看M91菜單，信號傳輸比是否在97~103之間；
4）查看M60菜單當前日期時間是否正確，如果不正確需要調整，否則日月年累積功能以及上電、斷電功能都不能正常工作；
5）對于固定應用場合，使用M26菜單選擇1選項對目前所輸入的參數及設置固化備份，以確保掉電或者備用電池耗盡情況發(fā)生后，工作參數不丟失。