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HSW浮子式水位（機顯）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、電技術(shù)于一體的數字化傳感器。通過(guò)輸出軸的角度位移量轉換成相應的數字量，可以高精度測量被測液位高度，能確認絕對位置。具有斷電記憶功能。

其工作原理就是：水位傳感器測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，鋼絲繩繞在測輪上。當液位發(fā)生變化時(shí)浮子隨液位的變化而升降，鋼絲繩帶動(dòng)測輪轉動(dòng)，編碼器輸出相應的實(shí)時(shí)水位值。

該傳感器結構合理，抗干擾能力強，分辨率高，量程大， 壽命長(cháng) ，有掉電后信號跟蹤記憶功能。它能夠長(cháng)期用于液位測量并能保證性能的穩定可靠。

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

二、技術(shù)參數

1、  基本參數

A  測量范圍：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  測量準確度：≤±2cm或0.2%F·S

F  顯示器：十進(jìn)制機械計數器

2、  機械參數

a  水位輪工作周長(cháng)：32cm

b  測量纜：Φ0.8mm包塑不銹鋼纜

c  浮子直徑：10cm

3、  電參數

 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  相對濕度；<95%(40℃)

C  尺寸：132×132×115

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

E  電源電壓：12-24VDC（格雷碼輸出不用）

三、工作原理

儀器結構、工作原理：

本儀器由浮子、鋼絲繩、重錘、測輪、傳感器、支架、輸出插座等部分構成。

工作原理為：儀器以浮子感測水位變化，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，調整浮子的配重可以使浮子工作于正常吃水線(xiàn)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，水位傳感器的顯示讀數增加；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，水位傳感器的顯示器讀數減小。

本系列儀器中機械式水位傳感器的水位輪測量圓周長(cháng)為32厘米，且水位輪與傳感器為同軸聯(lián)接，水位輪每轉一圈，傳感器也轉一圈，輸出對應的32組數字編碼。當水位上升或下降，傳感器的軸就旋轉一定的角度，傳感器同步輸出一組對應的數字編碼（二進(jìn)制循環(huán)碼，又稱(chēng)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(xiàn)可將編碼信號傳輸給觀(guān)察室內的電顯示器或計算機，用作觀(guān)測、記錄或進(jìn)行數據處理；安裝有RS485數字通信接口的水位儀，可以直接與通信機、計算機相聯(lián)接，組成為水文自動(dòng)測報系統、水情衛星遙測系統。

儀器的內置式RS485數字通信接口（選裝），具備選址、選通功能，能以二線(xiàn)制方式遠距離傳輸信息，在一對雙絞線(xiàn)信號線(xiàn)上可以驅動(dòng)或接收31臺水位（或閘位）傳感器，實(shí)現遙測組網(wǎng)。

四、接線(xiàn)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為數據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

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

  （2）、將Φ0.8mm不銹鋼絲繩的一頭從工作平臺上方穿過(guò)平衡錘過(guò)線(xiàn)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，并預留長(cháng)1.2米，剪斷。

  （5）、將鋼絲繩穿過(guò)浮子過(guò)線(xiàn)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：用手指輕輕地將鋼絲繩提起，使其稍離開(kāi)水位輪，然后轉動(dòng)水位輪，使機械計數器顯示數值與實(shí)際水位值相符，然后再緩慢放下鋼絲繩，使實(shí)際水位、機械顯示和上位接收裝置讀到的數據一致（允許機械顯示數與上位接收數相差一個(gè)字）。在現場(chǎng)或在觀(guān)察室觀(guān)測水位變化，如一切正常，即告儀器安裝和校準工作完成。

六、安裝使用及注意事項：

1、本傳感器屬于高精度儀器，安裝時(shí)嚴禁敲擊和摔打碰撞。

2、接線(xiàn)務(wù)必正確，錯誤接線(xiàn)可能會(huì )導致傳感器內部電路損壞。

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

4、電源線(xiàn)請選用屏蔽線(xiàn)或雙鉸線(xiàn)。

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

6、測井選用直徑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、測井安裝應垂直，且測井內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)。海河設備作為從機。

數據字節格式：起始位      數據位     （無(wú)奇偶校驗位） 停止位

1           8            1

波特率：9600(可設置)

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值（1個(gè)數值）。主機的命令格式是從機地址、功能碼、起始地址、字節數及CRC碼。從機響應的命令格式是從機地址、功能碼、數據區及CRC碼。數據區的數據是二進(jìn)制碼，二個(gè)字節，高位在前。CRC碼都是二個(gè)字節，低位在前。

信息幀格式舉例：

主機呼：01      03      00    00    00    01    84      0A

站號   功能碼    起始地址    讀取點(diǎn)數    CRC校驗碼

                                         低       高

從機答：

        01       03         02        XX   XX       XX     XX

       站號    功能碼    讀單元字節     數據          CRC校驗碼

                                     高(二進(jìn)制)低

上面01,03,02,XX等均為一個(gè)字節。數據為兩個(gè)字節，高位字節在前。每幀的開(kāi)頭和結尾至少有3.5個(gè)字節時(shí)間的間隔。用戶(hù)在為主機編程時(shí)，除了站號（地址）和CRC校驗碼之外，其它字節的字符均采用上面的內容不變。主機格式中的讀取點(diǎn)數可以為01也可以為02（02是為了兼容某些協(xié)議）。從機回答幀中的功能碼（03）和讀單元字節數（02）不變。CRC的檢驗內容包括從地址到CRC校驗碼之前的全部?jì)热荨?