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HSWH系列自收繩水位計(jì)

 

徐州海河水文設(shè)備有限公司

徐州經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)

 

 

一、概述

HSWH自收繩水位計(jì)應(yīng)用恒力彈簧平衡原理，由恒力裝置及編碼器等部件組成。當(dāng)被測(cè)水位高度發(fā)生位置變化時(shí)，水對(duì)浮子的浮力變化，彈簧組件轉(zhuǎn)動(dòng)，收進(jìn)或放出鋼絲繩，帶動(dòng)編碼器轉(zhuǎn)動(dòng)，輸出當(dāng)前水位的相應(yīng)高度。

編碼器可根據(jù)用戶需要輸出并行格雷碼、4~20mA電流信號(hào)值、485信號(hào)或SSI信號(hào)。本裝置安裝方便、適應(yīng)性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)合理、體積小、分辨率高、 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。

廣泛使用于對(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、主要技術(shù)指標(biāo):

1、  基本參數(shù)

a、測(cè)量范圍：0-10米；

b、水位變率：< 100厘米/分

c、分辨力：1mm 

d、水位輪啟動(dòng)力矩：< 100克·厘米（0.0098N·m）

e、測(cè)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(zhǎng)：32cm

b、測(cè)量纜：Φ0.6mm包塑不銹鋼纜

c、浮子直徑：5、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(hào)輸出（A）

5、  使用環(huán)境

a、環(huán)境溫度：-25℃～85℃

b、相對(duì)濕度；<90%(40℃)

c、尺寸：外形尺寸：長(zhǎng)270寬152高218mm

底板安裝固定孔：長(zhǎng)240mmx寬120mm，4-M5x25螺釘

d、電源電壓：12-24VDC

 

 

 

三、工作原理

儀器結(jié)構(gòu)、工作原理：

本儀器由浮子、鋼絲繩、恒力機(jī)構(gòu)、測(cè)輪、傳感器、箱體、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、恒力機(jī)構(gòu)與鋼絲繩連接牢固，鋼絲繩懸掛在水位輪的“V”形槽中。恒力彈簧機(jī)構(gòu)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，浮子與恒力彈簧機(jī)構(gòu)的力是平衡的。當(dāng)水位上升時(shí)，浮子產(chǎn)生向上浮力，使恒力彈簧機(jī)構(gòu)拉動(dòng)鋼絲繩帶動(dòng)水位輪作順時(shí)針方向旋轉(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(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，傳感器轉(zhuǎn)三圈，輸出對(duì)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(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65535組不同的編碼，可以用于測(cè)量60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(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)或接收多臺(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

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芯航空插頭，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)：（請(qǐng)操作過程中注意：拉動(dòng)鋼絲繩時(shí)千萬(wàn)不要突然快速拉出或快速收回）

1、測(cè)井選用內(nèi)徑不小于70（50的浮子）或150mm（100的浮子）的一根PVC管或鋼管垂直安裝，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上下自由移動(dòng)，保證浮子不與測(cè)井壁發(fā)生摩擦。

2、測(cè)井上方固定水位計(jì)安裝基板，將本傳感器安裝在基板上，并保證浮子下降、上升時(shí)，鋼絲繩不與基板發(fā)生摩擦。基板與水位計(jì)固定底架之間的聯(lián)結(jié)孔位為長(zhǎng)235mmx寬138mm，4-ф6孔，用M5*20聯(lián)結(jié)螺釘。

3、打開水位計(jì)防塵罩，將固定輪子的扎帶剪斷，再將浮子擰在蓋上后慢慢放入水中（不得快速往下扔），等待浮子靜止

4、水位計(jì)編碼器的輸出線聯(lián)結(jié)測(cè)試儀，或觀察顯示值，輕輕將鋼絲繩稍稍拉離測(cè)輪，使測(cè)輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)鋼絲繩不隨之而動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)測(cè)輪在編碼器輸出值與實(shí)際水位值相一致時(shí)將鋼絲繩輕輕掛到測(cè)輪上。

5、則安裝調(diào)試工作完成。

6、為了確保儀器的長(zhǎng)期正常運(yùn)行，請(qǐng)用戶根據(jù)實(shí)際需要安裝一個(gè)防雨罩，該防雨罩有防塵、防雨、防雷功能。將防雨罩用螺絲固定在已調(diào)好的傳感器井口安裝支架上。

 

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。

6、在傳感器上方建一防雨箱。

 

七、示意圖：

 

附：RS485通訊協(xié)議（讀取數(shù)據(jù)MOD-HH協(xié)議）： 采用 MODBUS - RTU（遠(yuǎn)程終端單元）模式進(jìn)行通訊

數(shù)據(jù)字節(jié)格式：

起始位      數(shù)據(jù)位     （無奇偶校驗(yàn)位） 停止位

1           8              1

波特率：9600

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。