HSWH系列自收繩水位計(jì)
使用說明書
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)被測水位高度發(fā)生位置變化時(shí)，水對浮子的浮力變化，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，有掉電后信號(hào)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。
廣泛使用于對江河湖泊、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：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
b、測量纜：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、相對濕度；<90%(40℃)
c、尺寸：外形尺寸：長270寬152高218mm
底板安裝固定孔：長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，傳感器轉(zhuǎn)三圈，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、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)測報(bào)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(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
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紅
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黑
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藍(lán)
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綠
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黃
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白
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特性
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電源+
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電源-
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4-20mA+
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4-20mA -
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485A
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485B
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b、SSI接口編碼器輸出尾線接線關(guān)系:
線色
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紅
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黑
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藍(lán)
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綠
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黃
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白
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特性
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電源正
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電源負(fù)
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C+
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C-
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D-
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D+
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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)：（請操作過程中注意：拉動(dòng)鋼絲繩時(shí)千萬不要突然快速拉出或快速收回）
1、測井選用內(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，測井安裝應(yīng)垂直，且測井內(nèi)壁盡量光滑以免影響浮子上下自由移動(dòng)，保證浮子不與測井壁發(fā)生摩擦。
2、測井上方固定水位計(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)測試儀，或觀察顯示值，輕輕將鋼絲繩稍稍拉離測輪，使測輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)鋼絲繩不隨之而動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)測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輪上。
5、則安裝調(diào)試工作完成。
6、為了確保儀器的長期正常運(yùn)行，請用戶根據(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、電源線請選用屏蔽線或雙鉸線。
5、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(dòng)，保證浮子及重錘不與測井壁發(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)碼之前的全部內(nèi)容。