HSW浮子式水位傳感器

一、概述

HSW浮子式水位傳感器是集光、機(jī)、電技術(shù)于一體的數(shù)字化傳感器。通過光電轉(zhuǎn)換，將輸出軸的角度位移量轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的數(shù)字量，可以高精度測量被測液位高度，能確認(rèn)**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(dāng)液位發(fā)生變化時浮子隨液位的變化而升降，鋼絲繩帶動測輪轉(zhuǎn)動，編碼器輸出相應(yīng)的實時水位值。

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 ，有掉電后信號跟蹤記憶功能。它能夠長期用于液位測量并能保證性能的穩(wěn)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、以及石油化工等地表水或地下水的水位測量。

 

二、主要技術(shù)指標(biāo):

1、  基本參數(shù)

a、測量范圍：配周長320的測輪量程20米；配周長640的測輪量程40米

b、水位變率：< 100厘米/分

c、分辨力：1mm

d、水位輪啟動力矩：< 100克·厘米（0.0098N·m）

e、測量準(zhǔn)確度：≤±2cm或0.2%F·S

2、  機(jī)械參數(shù)

a、水位輪工作周長：32cm/64 cm

b、測量纜：Φ0.8mm包塑不銹鋼纜

c、浮子直徑：10cm

3、  電參數(shù)

a、格雷碼輸出：16位

b、輸出形式：OC門

4、  通信接口（選裝）

    a、格雷碼輸出（B）

b、RS485接口：MODBUS-RTU協(xié)議（M）

c、4～20mA模擬量信號輸出（A）

5、  使用環(huán)境

a、環(huán)境溫度：-25℃～85℃

b、相對濕度；<90%(40℃)

d、電源電壓：12VDC

10、環(huán)境參數(shù): 溫度 -20℃～+80℃，相對濕度≤95%(RH40℃)

 

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，浮子產(chǎn)生向上浮力，使平衡錘拉動鋼絲繩帶動水位輪作順時針方向旋轉(zhuǎn)，水位傳感器的顯示讀數(shù)增加；水位下降時，則浮子下沉，拉動鋼絲繩帶動水位輪逆時針方向旋轉(zhuǎn)，水位傳感器的顯示器讀數(shù)減小。

本系列水位傳感器的水位輪測量圓周長為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，輸出對應(yīng)的1024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65535組不同的編碼，可以用于測量10至20米水位變幅。

通過與儀器插座相聯(lián)接的多芯電纜線可將編碼信號傳輸給觀察室內(nèi)的電顯示器或計算機(jī)，用作觀測、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)、計算機(jī)相聯(lián)接，組成為水文自動測報系統(tǒng)、水情衛(wèi)星遙測系統(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，在一對雙絞線信號線上可以驅(qū)動或接收多臺水位（或閘位）傳感器，實現(xiàn)遙測組網(wǎng)。

 

四、接線關(guān)系

a、485、4-20mA編碼器輸出尾線接線關(guān)系（4-20mA未訂則不用接）:    

線色	紅	黑	藍(lán)	綠	黃	白
特性	電源+	電源-	4-20mA+	4-20mA -	485A	485B

b、SSI接口編碼器輸出尾線接線關(guān)系:  

線色	紅	黑	藍(lán)	綠	黃	白
特性	電源正	電源負(fù)	C+	C-	D-	D+

  d、格雷碼：

19芯**插頭，1—16為數(shù)據(jù)從低到高D0-D15，18為DC12V電源輸入+，19為DC12V電源輸入-

 

 

 

 

 

五、儀器安裝和校準(zhǔn)

  （1）、將儀器用4個M5×20螺釘固定在工作平臺上。使浮子、平衡錘與測井內(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上方穿過平衡錘過線孔。

  （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1.2米，剪斷。

  （5）、將鋼絲繩穿過浮子過線孔，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，使其稍離開水位輪，然后轉(zhuǎn)動水位輪，使輸出水位值與實際水位值相符，然后再緩慢放下鋼絲繩，使實際水位和上位接收裝置讀到的數(shù)據(jù)一致。在現(xiàn)場或在觀察室觀測水位變化，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：

1、本傳感器屬于高精度儀器，安裝時嚴(yán)禁敲擊和摔打碰撞。

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

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

4、電源線請選用屏蔽線或雙鉸線。

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不與基板發(fā)生摩擦?；迮c水位計固定之間的聯(lián)結(jié)孔位為40*40，4-ф6孔，用M5*20聯(lián)結(jié)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(yīng)垂直，且測井內(nèi)壁盡量光滑以免影響浮子及重錘上下自由移動，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(shè)備作為從機(jī)。

數(shù)據(jù)字節(jié)格式：起始位      數(shù)據(jù)位     （無奇偶校驗位） 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，二個字節(jié)，高位在前。CRC碼都是二個字節(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   功能碼    起始地址    讀取點數(shù)    CRC校驗碼

                                         低       高

從機(jī)答：

        01       03         02        XX   XX       XX     XX

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

                                     高(二進(jìn)制)低

上面01,03,02,XX等均為一個字節(jié)。數(shù)據(jù)為兩個字節(jié)，高位字節(jié)在前。每幀的開頭和結(jié)尾至少有3.5個字節(jié)時間的間隔。用戶在為主機(jī)編程時，除了站號（地址）和CRC校驗碼之外，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的檢驗內(nèi)容包括從地址到CRC校驗碼之前的全部內(nèi)容。