JH2004激光水位计.doc

JH2004型激光水位计使 用 说 明 书南京江瀚信息工程有限公司河海大学水文水利自动化研究所一、用途JH2004型激光水位/闸位仪，是一种新型的非接触式测量仪器。采用了领先于同类的激光测距原理。进口机芯保证了测量精度的长期稳定性。激光水位/闸位仪直接固定在闸门顶部的上方，不需要保护管。测量时，仪器发射一束红色激光照射到被测物体表面，仪器测出数值后通过EIA-485接口输出。测量水位时，只需要垂直或倾斜安装一根直径100mm的激光束保护管即可，解决了建造标准竖井的困难以及经费等问题。二、设备功能特点技术特点：1、精度高，测量精度及长期稳定度高；2、安装简，结构紧凑，设计合理，独特的垂直或倾斜测量方式；3、适应性，环境温度、工作电压检测和电源管理；4、通用的标准485MODBUS数字输出接口；5、作为传感器使用，地址1-255可以设置，可方便多传感器组网；6、作为监控设备，连接GPRS-DTU，定时采集并发送监测信息；7、现场布线简单及信号传递距离远；8、抗干扰、抗错码能力强，完善的安全措施。性能指标：序号项目指标1测量距离0.270m；0.2200m2激光类型635纳米 二级安全 激光光斑为 宽1mm长3mm3测量精度2mm 4测量频率测量速度快， 8秒返回正常数据5通信接口标准485 MODBUS协议 6地址范围12557工作电压12V，200mA8值守功耗小于2mA9工作环境工作：10+50；存放：30+70；湿度：95%RH10外形尺寸100170mm11保护等级10+50；湿度：98%RH（40）三、安装调试3.1 安装1、保护管与激光水位/闸位仪的接口处不要密封，留水蒸汽的通道！2、眼睛直视激光束是很危险的！3、激光水位/闸位仪的形状见图1。图1 激光水位计3.1.1 安装土建工作激光的特点是测距大，可倾斜安装，最适合在无竖井的水库使用，但要求激光保护管为直线，土建工艺是比较讲究的。激光保护管内径为大于100mm的PVC管，壁厚大于3mm。安装为直线，因此，在PVC管下方制作基础，基础上埋设可调节高低抱箍，见图2。图2 激光保护管安装结构图3.1.2 激光水位/闸位仪的固定将激光水位/闸位仪用法兰固定在已建好的激光束保护管上，先通过调节管盖使激光束处在中心位置，发射激光，再微调法兰上的调平螺丝使激光束打在保护管另一端的中心位置后，拧紧螺丝，固定好激光水位/闸位仪。3.1.3 接线激光水位/闸位仪输出接口线为5根，两根电源线：红（+12V）、黑（地），两根485信号线：黄（485A）、蓝（485B），1根控制电源输出线：+12V。采集仪到激光传感器的电缆一般用40.25mm的屏蔽电缆，激光水位/闸位仪通电后，闪烁指示灯亮后发射激光，此时红黑线电源正、负两端电压应不低于9V（发射激光时测量，正常情况为12V），否则激光水位/闸位仪停止发射激光！如果电源线较长，导线压降大，可以换用0.5mm的电缆，减少导线压降。485输出为数字量，按标准Modbus输出协议。3.1.4 检查及校准在测量输出信息为距离时，终端显示器上看到的测量值应大于等于保护管水面以上到传感器的直线距离，如果数值偏小并不随水位的变化而变化，说明激光束打在管内障碍物或管壁上。可以通过调节激光水位计上的调平螺丝使激光束与保护管平行。如果显示的数值为5535，可能是激光没有打到水面的反射板而打到了水里，或打在管壁上，或距离太远，反射信号微弱。3.2 维护3.2.1 参数设置多台JH2004型激光水位/闸位仪组网测量时，每台JH2004型激光水位/闸位仪应当设置成不同的地址。具体为，旋开激光水位/闸位仪顶盖，按住【右移】键加电进入参数设置状态，按【数据】键，将前两位功能代码数字改到5，按【右移】键，再按【数据】键，将地址修改到设置值。地址的调整范围为0-255，每台JH2004型激光水位/闸位仪的地址不能重复！即最多可以有255台JH2004型激光水位/闸位仪在同一条网线上工作。激光水位/闸位仪上电前，按住“右移”键，再给激光水位/闸位仪上电，此时进入到参数设置状态，可按“数据”键选择要修改的选项，“右移”键选择需要修改的位置，当参数修改完成后，长按“右移”键，看到小数点向右循环移动，同时按下“数据”键保存修改并退出运行。每个参数的修改由6位七段数码管组成，前两位为功能代码，后四位为具体显示内容，具体含义如下：功能代码功能意义取值范围0本机地址12556输出单位0毫米，1厘米7波 特 率默认2-96008输出信息0物位，1距离9最大测距默认7000厘米本机地址：是指本传感器通过RS485组成网络后本仪器在网络中的地址编号，缺省值设为1，也可以根据需要设置成其它的值。输出单位指的是测量数据的分辨率，可选择毫米和厘米两种输出单位。当测量数据大于10米时，由于数码管位数限制，选择毫米为输出单位时，最高位不予显示，此时应选择厘米为输出单位。波特率：出厂设置为9600bit/s，9600,n,8,1。用户可依据通信需要设置不同的波特率。波特率2400，4800，9600，14400，19200分别用数字0，1，2，3，4表示。输出信息：可选择物位(水位)或距离，距离为传感器到被测物理表面的直线距离；水位为激光水位/闸位仪的“最大测距”减去测量距离后的数值。3.2.2仪器维护1、同对待眼镜、照相机、望远镜一样保养激光上的光学镜片。定期吹掉镜子头上的灰尘，防止灰尘影响测量。2、不要用手摸镜头，只能用软布擦拭仪器，如果必要可蘸一些纯酒精。不要用其它的清洁药剂，不然会损坏仪器上的塑料部分。用水、湿布或海绵擦去污垢。3.3 水位激光测量原理3.3.1水位垂直测量把激光水位/闸位仪固定好并和采集终端连接后，用激光水位/闸位仪测量三次激光基准面到水面的距离，取平均值L，再从附近水尺上读出当前水位值W，那么激光水位/闸位仪安装位置基准面的海拔高程为J=L+W。以后，水位值W=JL，即水位等于激光测量基准值减去激光测量值。见图3。3.3.2水位倾斜测量把激光水位/闸位仪固定好并和终端连接后，用激光水位/闸位仪测量三次激光基准面到水面的距离，取平均值L，测出保护管与水平面的夹角?激光基准面离水面垂直距离H=L*Sin,再从附近水尺上读出当前水位值W，那么激光测量基准面的海拔高程为J=H+W。以后，水位值W=JH=JL*Sin，即水位等于激光测量基准值减去激光测量值乘以夹角的正弦值。见图4。图3 激光水位计垂直安装示意图图4 激光水位计倾斜安装示意图四、通信协议4.1 MODBUS协议接口设置：1位起始，1位停止，8位数据位 无奇偶位 波特率可设置主机（遥测终端）向从机（激光水位计）发送读数据指令栈号功能码03寄存器地址高8位寄存器地址低8位数据高8位数据低8位CRC低8位CRC高8位备注：数据长度应以字节为单位从机（激光水位计）向主机（遥测终端）发送数据栈号功能码03数据长度数据高8位数据低8位。CRC低8位CRC高8位举例：主机发送指令(16进制)：01 03 00 00 00 01 84 0A；从机返回数据：01 03 02 00 F0 B8 00水位数据地址为01，返回的数据为（16进制）：00 F0，转成10进制为：240，表示实际水位为2.40米（输出单位为厘米），或0.24米（输出单位为毫米）。4.2 CRC码源代码下面是计算CRC码的源代码，传入的3个参数分别为：计算的数据字节数,指向源数据的指针,从源数据的第几个字节开始计算，返回的结果为两字节的CRC码。unsigned int CRCcode(unsigned int length,unsigned char *pnt,unsigned char start)/不包含引导码E9 E9unsigned char j;unsigned int i,CRC=0;unsigned char CRCH=0,CRCL=0,temp,tt;for(i=0;ilength;i+)tt=pnt(unsigned char)(start+i);for(j=0;j8