HSWH系列机显自收绳水位计

一、概述

HSWH自收绳水位计应用恒力弹簧平衡原理，由恒力装置及编码器等部件组成。当被测水位高度发生位置变化时，水对浮子的浮力变化，弹簧组件转动，收进或放出钢丝绳，带动编码器转动，输出当前水位的相应高度。

编码器可根据用户需要输出并行格雷码、4~20mA电流信号值、485信号或SSI信号。本装置安装方便、适应性强、结构合理、体积小、分辨率高、 寿命长，有掉电后信号跟踪记忆功能。它能够长期用于液位测量并能保证性能的稳定可靠。

广泛使用于对江河湖泊、水库、船闸、水库、水电站、水文站、水厂、以及石油化工等地表水或地下水的水位测量。

二、主要技术指标:

1、  基本参数

a、测量范围：0-5、10、20、40米，按要求；

b、水位变率：< 100厘米/分

c、分辨力：1cm 

d、水位轮启动力矩：< 100克·厘米（0.0098N·m）

e、测量准确度：≤±2cm或0.2%F·S

2、  机械参数

a、水位轮工作周长：32cm

b、测量缆：Φ0.6mm包塑不锈钢缆

c、浮子直径：10cm

3、  电参数

a、格雷码输出：10-13位

b、输出形式：接点通断输出  接触电阻：≤0.5Ω；绝缘电阻：≥10MΩ

4、  通信接口（选装）

    a、格雷码输出（B）

b、RS485接口：MODBUS-RTU协议（M）

c、4～20mA模拟量信号输出（A）

5、  使用环境

a、环境温度：-25℃～85℃

b、相对湿度；<90%(40℃)

c、尺寸：外形尺寸：长304宽197高303mm

底板安装固定孔：长275mmx宽150mm，4-M5x25螺钉

d、电源电压：12-24VDC

三、工作原理

仪器结构、工作原理：

本仪器由浮子、钢丝绳、恒力机构、测轮、传感器、箱体、输出插座等部分构成。

工作原理为：仪器以浮子感测水位变化，工作状态下，浮子、恒力机构与钢丝绳连接牢固，钢丝绳悬挂在水位轮的“V”形槽中。恒力弹簧机构平衡锤起拉紧钢丝绳和平衡作用，调整浮子的配重可以使浮子工作于正常吃水线上。在水位不变的情况下，浮子与恒力弹簧机构的力是平衡的。当水位上升时，浮子产生向上浮力，使恒力弹簧机构拉动钢丝绳带动水位轮作顺时针方向旋转，水位传感器的显示读数增加；水位下降时，则浮子下沉，拉动钢丝绳带动水位轮逆时针方向旋转，水位传感器的显示器读数减小。

本系列水位传感器的水位轮测量圆周长为32厘米，且水位轮与传感器为同轴联接，水位轮每转一圈，传感器转三圈，输出对应的32组数字编码。当水位上升或下降，传感器的轴就旋转一定的角度，传感器同步输出一组对应的数字编码（二进制循环码，又称格雷码）。不同量程的仪器能够输出8192组不同的编码，可以用于测量80米水位变幅。

通过与仪器插座相联接的多芯电缆线可将编码信号传输给观察室内的电显示器或计算机，用作观测、记录或进行数据处理；安装有RS485数字通信接口的水位仪，可以直接与通信机、计算机相联接，组成为水文自动测报系统、水情卫星遥测系统。

仪器的内置式RS485数字通信接口（选装），具备选址、选通功能，能以二线制方式远距离传输信息，在一对双绞线信号线上可以驱动或接收多台水位（或闸位）传感器，实现遥测组网。

四、接线关系

1、485接口（4芯航插）：1-485A；2-485B；3-电源+；4-GND。         

2、格雷码接口（19芯航插）： 1—13为数据D0-D12，19为公共端。

3、模拟量接口（6芯航插）：1-485A；2-485B；3-4-20mA +；4-4-20mA -；5-电源+；6-GND

四芯航插示意图                                     6芯航插示意图

五、仪器安装和校准：（请操作过程中注意：拉动钢丝绳时千万不要突然快速拉出或快速收回）

1、测井选用内径不小于70（50的浮子）或150mm（100的浮子）的一根PVC管或钢管垂直安装，测井安装应垂直，且测井内壁尽量光滑以免影响浮子上下自由移动，保证浮子不与测井壁发生摩擦。

2、测井上方固定水位计安装基板，将本传感器安装在基板上，并保证浮子下降、上升时，钢丝绳不与基板发生摩擦。基板与水位计固定底架之间的联结孔位为长275mmx宽150mm，4-ф6孔，用M5*20联结螺钉。

3、打开水位计防尘罩，将固定轮子的扎带剪断，再将浮子拧在盖上后慢慢放入水中（不得快速往下扔），等待浮子静止

4、水位计编码器的输出线联结测试仪，或观察显示值，轻轻将钢丝绳稍稍拉离测轮，使测轮转动时钢丝绳不随之而动，转动测轮在编码器输出值与实际水位值相一致时将钢丝绳轻轻挂到测轮上。

5、则安装调试工作完成。

6、为了确保仪器的长期正常运行，请用户根据实际需要安装一个防雨罩，该防雨罩有防尘、防雨、防雷功能。将防雨罩用螺丝固定在已调好的传感器井口安装支架上。

六、安装使用及注意事项：

1、本传感器属于高精度仪器，安装时严禁敲击和摔打碰撞。

2、接线务必正确，错误接线可能会导致传感器内部电路损坏。

3、请不要将传感器的输出线与动力等线绕在一起或同一管道传输，也不宜在配线盘附近使用，以防干扰。

4、电源线请选用屏蔽线或双铰线。

5、测井安装应垂直，且测井内壁尽量光滑以免影响浮子及重锤上下自由移动，保证浮子及重锤不与测井壁发生摩擦。

6、在传感器上方建一防雨箱。

七、示意图：

附：RS485通讯协议（读取数据MOD-HH协议）： 采用 MODBUS - RTU（远程终端单元）模式进行通讯

数据字节格式：

起始位      数据位     （无奇偶校验位） 停止位

1           8                1

波特率：9600

功能码03：

利用Modbus通信协议的03功能码，读取传感器或显示器的数值（1个数值）。

主机的命令格式是从机地址、功能码、起始地址、字节数及CRC码。

从机响应的命令格式是从机地址、功能码、数据区及CRC码。数据区的数据是二进制码，二个字节，高位在前。      

CRC码都是二个字节，低位在前。

信息帧格式举例：

主机呼：

01      03      00    00    00    01    84      0A

站号   功能码    起始地址    读取点数    CRC校验码

                                         低       高

从机答：

        01       03         02        XX   XX       XX     XX

       站号    功能码    读单元字节      数据         CRC校验码

                                     高(二进制)低

上面01,03,02,XX等均为一个字节。数据为两个字节，高位字节在前。每帧的开头和结尾至少有3.5个字节时间的间隔。用户在为主机编程时，除了站号（地址）和CRC校验码之外，其它字节的字符均采用上面的内容不变。主机格式中的读取点数可以为01也可以为02（02是为了兼容某些协议）。从机回答帧中的功能码（03）和读单元字节数（02）不变。CRC的检验内容包括从地址到CRC校验码之前的全部内容。