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HSW浮子式水位（機(jī)顯）傳感器

 

使用說(shuō)明書(shū)

 

一、概述

HSW系列浮子式水位傳感器是集機(jī)、電技術(shù)于一體的數(shù)字化傳感器。通過(guò)輸出軸的角度位移量轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字量，可以高精度測(cè)量被測(cè)液位高度，能確認(rèn)絕對(duì)位置。具有斷電記憶功能。

其工作原理就是：水位傳感器測(cè)輪安裝在編碼器輸入軸上，鋼絲繩一端連接浮子、另一端連接重錘，鋼絲繩繞在測(cè)輪上。當(dāng)液位發(fā)生變化時(shí)浮子隨液位的變化而升降，鋼絲繩帶動(dòng)測(cè)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，編碼器輸出相應(yīng)的實(shí)時(shí)水位值。

該傳感器結(jié)構(gòu)合理，抗干擾能力強(qiáng)，分辨率高，量程大， 壽命長(zhǎng) ，有掉電后信號(hào)跟蹤記憶功能。它能夠長(zhǎng)期用于液位測(cè)量并能保證性能的穩(wěn)定可靠。

廣泛適用于對(duì)江河湖泊、水庫(kù)、船閘、水庫(kù)、水電站、水文站、水廠、以及石油化工等地表水或地下水的水位測(cè)量。

二、技術(shù)參數(shù)

1、  基本參數(shù)

A  測(cè)量范圍：0-5、10、20、40、80米按要求；

B  水位變率：< 100厘米/分

C  分辨力：1cm

D  水位輪啟動(dòng)力矩：< 100克·厘米（0.0098N·m）

F  測(cè)量準(zhǔn)確度：≤±2cm或0.2%F·S

F  顯示器：十進(jìn)制機(jī)械計(jì)數(shù)器

2、  機(jī)械參數(shù)

a  水位輪工作周長(zhǎng)：32cm

b  測(cè)量纜：Φ0.8mm包塑不銹鋼纜

c  浮子直徑：10cm

3、  電參數(shù)

 輸出形式：接點(diǎn)通斷輸出  接觸電阻：≤0.5Ω；絕緣電阻：≥10MΩ

4、  通信接口（選裝）

    RS485接口（MODBUS-RTU協(xié)議）；

    格雷碼輸出； 4-20mA電流模擬量輸出；

5、  使用環(huán)境

a  環(huán)境溫度：-25℃～85℃

b  相對(duì)濕度；<95%(40℃)

C  尺寸：132×132×115

D 可靠性指標(biāo)：在滿足儀器正常維護(hù)條件下，MTBF≥25000小時(shí)

E  電源電壓：12-24VDC（格雷碼輸出不用）

三、工作原理

儀器結(jié)構(gòu)、工作原理：

本儀器由浮子、鋼絲繩、重錘、測(cè)輪、傳感器、支架、輸出插座等部分構(gòu)成。

工作原理為：儀器以浮子感測(cè)水位變化，工作狀態(tài)下，浮子、重錘與鋼絲繩連接牢固，鋼絲繩懸掛在水位輪的“V”形槽中。平衡錘起拉緊鋼絲繩和平衡作用，調(diào)整浮子的配重可以使浮子工作于正常吃水線上。在水位不變的情況下，浮子與平衡錘兩邊的力是平衡的。當(dāng)水位上升時(shí)，浮子產(chǎn)生向上浮力，使平衡錘拉動(dòng)鋼絲繩帶動(dòng)水位輪作順時(shí)針?lè)较蛐�轉(zhuǎn)，水位傳感器的顯示讀數(shù)增加；水位下降時(shí)，則浮子下沉，拉動(dòng)鋼絲繩帶動(dòng)水位輪逆時(shí)針?lè)较蛐�轉(zhuǎn)，水位傳感器的顯示器讀數(shù)減小。

本系列儀器中機(jī)械式水位傳感器的水位輪測(cè)量圓周長(zhǎng)為32厘米，且水位輪與傳感器為同軸聯(lián)接，水位輪每轉(zhuǎn)一圈，傳感器也轉(zhuǎn)一圈，輸出對(duì)應(yīng)的32組數(shù)字編碼。當(dāng)水位上升或下降，傳感器的軸就旋轉(zhuǎn)一定的角度，傳感器同步輸出一組對(duì)應(yīng)的數(shù)字編碼（二進(jìn)制循環(huán)碼，又稱格雷碼）。不同量程的儀器能夠輸出1024至8192組不同的編碼，可以用于測(cè)量10至80米水位變幅。

通過(guò)與儀器插座相聯(lián)接的多芯電纜線可將編碼信號(hào)傳輸給觀察室內(nèi)的電顯示器或計(jì)算機(jī)，用作觀測(cè)、記錄或進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；安裝有RS485數(shù)字通信接口的水位儀，可以直接與通信機(jī)、計(jì)算機(jī)相聯(lián)接，組成為水文自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)、水情衛(wèi)星遙測(cè)系統(tǒng)。

儀器的內(nèi)置式RS485數(shù)字通信接口（選裝），具備選址、選通功能，能以二線制方式遠(yuǎn)距離傳輸信息，在一對(duì)雙絞線信號(hào)線上可以驅(qū)動(dòng)或接收31臺(tái)水位（或閘位）傳感器，實(shí)現(xiàn)遙測(cè)組網(wǎng)。

四、接線關(guān)系：

1、485接口（4芯航插）：1-485A；2-485B；3-電源+；4-GND。         

2、格雷碼接口（19芯航插）： 1—13為數(shù)據(jù)D0-D12，19為公共端。

3、模擬量接口（6芯航插）：1-485A；2-485B；3-4-20mA +；4-4-20mA -；5-電源+；6-GND

 

  

 

四芯航插示意圖                                     6芯航插示意圖

五、儀器安裝和校準(zhǔn)

  （1）、將儀器用4個(gè)M4×20螺釘固定在工作平臺(tái)上。使浮子、平衡錘與測(cè)井內(nèi)壁保持一定距離。

  （2）、將Φ0.8mm不銹鋼絲繩的一頭從工作平臺(tái)上方穿過(guò)平衡錘過(guò)線孔。

  （3）、將重錘與鋼絲繩固定、鎖緊，然后將平衡錘慢慢沉放至井底。

  （4）、將鋼絲繩的另一端繞于水位輪的“V”型槽中，并預(yù)留長(zhǎng)1.2米，剪斷。

  （5）、將鋼絲繩穿過(guò)浮子過(guò)線孔，將鋼絲繩與浮子懸吊帽固定、并在懸吊帽中塞入橡膠墊，然后將浮子帽與浮子擰緊。

  （6）、將浮子慢慢沉放入測(cè)井，直至接觸水面為止。

  （7）、檢查上述（1）至（7）步驟，如一切正常，可緊固水位輪的兩個(gè)緊固螺釘。

  （8）、校準(zhǔn)：用手指輕輕地將鋼絲繩提起，使其稍離開(kāi)水位輪，然后轉(zhuǎn)動(dòng)水位輪，使機(jī)械計(jì)數(shù)器顯示數(shù)值與實(shí)際水位值相符，然后再緩慢放下鋼絲繩，使實(shí)際水位、機(jī)械顯示和上位接收裝置讀到的數(shù)據(jù)一致（允許機(jī)械顯示數(shù)與上位接收數(shù)相差一個(gè)字）。在現(xiàn)場(chǎng)或在觀察室觀測(cè)水位變化，如一切正常，即告儀器安裝和校準(zhǔn)工作完成。

六、安裝使用及注意事項(xiàng)：

1、本傳感器屬于高精度儀器，安裝時(shí)嚴(yán)禁敲擊和摔打碰撞。

2、接線務(wù)必正確，錯(cuò)誤接線可能會(huì)導(dǎo)致傳感器內(nèi)部電路損壞。

3、請(qǐng)不要將傳感器的輸出線與動(dòng)力等線繞在一起或同一管道傳輸，也不宜在配線盤(pán)附近使用，以防干擾。

4、電源線請(qǐng)選用屏蔽線或雙鉸線。

5、測(cè)井上方固定水位計(jì)安裝基板，并保證重錘及浮子自然下垂時(shí)不與基板發(fā)生摩擦�；�板與水位計(jì)固定之間的聯(lián)結(jié)孔位為78*114，4-ф4.5孔，用M4*20聯(lián)結(jié)螺釘。

6、測(cè)井選用直徑150mm的兩根（或一根直徑200mm以上的）PVC管或鋼管并排垂直安裝。

7、測(cè)井安裝應(yīng)垂直，且測(cè)井內(nèi)壁盡量光滑以免影響浮子及重錘上下自由移動(dòng)，保證浮子及重錘不與測(cè)井壁發(fā)生摩擦。

8、在傳感器上方建一防雨箱。

七、安裝示意如下圖：

 

 

附：485口通信協(xié)議（讀取部分）

485口通信協(xié)議MOD_HH采用Modbus通信協(xié)議(RTU方式)。海河設(shè)備作為從機(jī)。

數(shù)據(jù)字節(jié)格式：起始位      數(shù)據(jù)位     （無(wú)奇偶校驗(yàn)位） 停止位

1           8            1

波特率：9600(可設(shè)置)

功能碼03：

利用Modbus通信協(xié)議的03功能碼，讀取傳感器或顯示器的數(shù)值（1個(gè)數(shù)值）。主機(jī)的命令格式是從機(jī)地址、功能碼、起始地址、字節(jié)數(shù)及CRC碼。從機(jī)響應(yīng)的命令格式是從機(jī)地址、功能碼、數(shù)據(jù)區(qū)及CRC碼。數(shù)據(jù)區(qū)的數(shù)據(jù)是二進(jìn)制碼，二個(gè)字節(jié)，高位在前。CRC碼都是二個(gè)字節(jié)，低位在前。

信息幀格式舉例：

主機(jī)呼：01      03      00    00    00    01    84      0A

站號(hào)   功能碼    起始地址    讀取點(diǎn)數(shù)    CRC校驗(yàn)碼

                                         低       高

從機(jī)答：

        01       03         02        XX   XX       XX     XX

       站號(hào)    功能碼    讀單元字節(jié)     數(shù)據(jù)          CRC校驗(yàn)碼

                                     高(二進(jìn)制)低

上面01,03,02,XX等均為一個(gè)字節(jié)。數(shù)據(jù)為兩個(gè)字節(jié)，高位字節(jié)在前。每幀的開(kāi)頭和結(jié)尾至少有3.5個(gè)字節(jié)時(shí)間的間隔。用戶在為主機(jī)編程時(shí)，除了站號(hào)（地址）和CRC校驗(yàn)碼之外，其它字節(jié)的字符均采用上面的內(nèi)容不變。主機(jī)格式中的讀取點(diǎn)數(shù)可以為01也可以為02（02是為了兼容某些協(xié)議）。從機(jī)回答幀中的功能碼（03）和讀單元字節(jié)數(shù)（02）不變。CRC的檢驗(yàn)內(nèi)容包括從地址到CRC校驗(yàn)碼之前的全部?jī)?nèi)容。