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HSWH系列自收繩水位計

 

徐州海河水文設備有限公司

徐州經濟開發區

 

 

一、概述

HSWH自收繩水位計應用恒力彈簧平衡原理，由恒力裝置及編碼器等部件組成。當被測水位高度發生位置變化時，水對浮子的浮力變化，彈簧組件轉動，收進或放出鋼絲繩，帶動編碼器轉動，輸出當前水位的相應高度。

編碼器可根據用戶需要輸出并行格雷碼、4~20mA電流信號值、485信號或SSI信號。本裝置安裝方便、適應性強、結構合理、體積小、分辨率高、 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、主要技術指標:

1、  基本參數

a、測量范圍：0-10米；

b、水位變率：< 100厘米/分

c、分辨力：1mm 

d、水位輪啟動力矩：< 100克·厘米（0.0098N·m）

e、測量準確度：≤±2cm或0.2%F·S

2、  機械參數

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

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協議（M）

c、4～20mA模擬量信號輸出（A）

5、  使用環境

a、環境溫度：-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

儀器結構、工作原理：

本儀器由浮子、鋼絲繩、恒力機構、測輪、傳感器、箱體、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，工作狀態下，浮子、恒力機構與鋼絲繩連接牢固，鋼絲繩懸掛在水位輪的“V”形槽中。恒力彈簧機構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上。在水位不變的情況下，浮子與恒力彈簧機構的力是平衡的。當水位上升時，浮子產生向上浮力，使恒力彈簧機構拉動鋼絲繩帶動水位輪作順時針方向旋轉，水位傳感器的顯示讀數增加；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，水位傳感器的顯示器讀數減小。

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接，水位輪每轉一圈，傳感器轉三圈，輸出對應的1024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（二進制循環碼，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接的多芯電纜線可將編碼信號傳輸給觀察室內的電顯示器或計算機，用作觀測、記錄或進行數據處理；安裝有RS485數字通信接口的水位儀，可以直接與通信機、計算機相聯接，組成為水文自動測報系統、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，能以二線制方式遠距離傳輸信息，在一對雙絞線信號線上可以驅動或接收多臺水位（或閘位）傳感器，實現遙測組網。

 

四、接線關系

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

線色: 紅 黑 藍 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系:  

線色: 紅 黑 藍 綠 黃 白 

特性: 電源正 電源負 C+ C- D- D+

  d、格雷碼：

19芯航空插頭，1—16為數據從低到高D0-D15，18為DC12V電源輸入+，19為DC12V電源輸入- 

 

五、儀器安裝和校準：（請操作過程中注意：拉動鋼絲繩時千萬不要突然快速拉出或快速收回）

1、測井選用內徑不小于70（50的浮子）或150mm（100的浮子）的一根PVC管或鋼管垂直安裝，測井安裝應垂直，且測井內壁盡量光滑以免影響浮子上下自由移動，保證浮子不與測井壁發生摩擦。

2、測井上方固定水位計安裝基板，將本傳感器安裝在基板上，并保證浮子下降、上升時，鋼絲繩不與基板發生摩擦。基板與水位計固定底架之間的聯結孔位為長235mmx寬138mm，4-ф6孔，用M5*20聯結螺釘。

3、打開水位計防塵罩，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、水位計編碼器的輸出線聯結測試儀，或觀察顯示值，輕輕將鋼絲繩稍稍拉離測輪，使測輪轉動時鋼絲繩不隨之而動，轉動測輪在編碼器輸出值與實際水位值相一致時將鋼絲繩輕輕掛到測輪上。

5、則安裝調試工作完成。

6、為了確保儀器的長期正常運行，請用戶根據實際需要安裝一個防雨罩，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好的傳感器井口安裝支架上。

 

六、安裝使用及注意事項：

1、本傳感器屬于高精度儀器，安裝時嚴禁敲擊和摔打碰撞。

2、接線務必正確，錯誤接線可能會導致傳感器內部電路損壞。

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，保證浮子及重錘不與測井壁發生摩擦。

6、在傳感器上方建一防雨箱。

 

七、示意圖：

 

附：RS485通訊協議（讀取數據MOD-HH協議）： 采用 MODBUS - RTU（遠程終端單元）模式進行通訊

數據字節格式：

起始位      數據位     （無奇偶校驗位） 停止位

1           8              1

波特率：9600

功能碼03：

利用Modbus通信協議的03功能碼，讀取傳感器或顯示器的數值（1個數值）。

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制碼，二個字節，高位在前。      

CRC碼都是二個字節，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(二進制)低

上面01,03,02,XX等均為一個字節。數據為兩個字節，高位字節在前。每幀的開頭和結尾至少有3.5個字節時間的間隔。用戶在為主機編程時，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數可以為01也可以為02（02是為了兼容某些協議）。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校驗碼之前的全部內容。