HSW浮子式水位（機(jī)顯）傳感器
使用說明書
徐州海河水文設(shè)備有限公司
地址：徐州市經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)
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)準(zhǔn)確位置。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、技術(shù)參數(shù)
1、 基本參數(shù)
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 水位輪啟動力矩：< 100克·厘米（0.0098N·m）
F 測量準(zhǔn)確度：≤±2cm或0.2%F·S
F 顯示器：十進(jìn)制機(jī)械計數(shù)器
2、 機(jī)械參數(shù)
a 水位輪工作周長：32cm
b 測量纜：Φ0.8mm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：-30℃～85℃
b 相對濕度；<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
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。
本系列儀器中機(jī)械式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，可以用于測量10至80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31臺水位（或閘位）傳感器，實現(xiàn)遙測組網(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M4×20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，使機(jī)械計數(shù)器顯示數(shù)值與實際水位值相符，然后再緩慢放下鋼絲繩，使實際水位、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)相差一個字）。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78*114，4-ф4.5孔，用M4*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(diǎn)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(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的檢驗內(nèi)容包括從地址到CRC校驗碼之前的全部內(nèi)容。
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