一、产品概述
(一)简介
雷达水位计是26G高频雷达式水位测量仪表,测量最大距离可达70米。天线被进
一步优化处理,新型的快速的微处理器可以进行更高速率的信号分析处理,使得仪
表可以用于非常复杂的测量条件。
(二)原理
高频微波脉冲发射较窄的微波脉冲,经天线向下传输,微波接触到被测介质表面
后被反射回来,再次被天线系统接收并将其传输给电子线路部分自动转换成水位信
号。(因为微波传播速度极快,微波到达目标并经反射返回接收器这一来回所用的时
间几乎是瞬间的)
注:使用雷达水位计时,务必保证最高水位不能进入测量盲区(图中①所示区域)
(三)特点
雷达水位计采用了高达26GHz的发射频率,因而具有:
非接触测量, 无磨损,无污染
天线尺寸小, 便于安装
波束角小,能量集中,增强了回波能力的同时,又有利于避开干扰物
几乎不受腐蚀、泡沫影响
几乎不受大气中水蒸气、温度和压力变化影响
高信噪比,即使在波动的情况下也能获得更优的性能
二、仪表介绍
S-CD92H
S-CD95H
S-CD93H
特 点:性能稳定,抗干扰能力强,不受温度、湿度及风力的
影响,小巧轻便,可用于串口和上位机调试,可带编
程调试,功耗低,波束角小。
应 用:农业灌溉、污水处理、水文水利、城市路桥积水监测。
最大量程:15m/25m/45m
精 度:±3mm/±5mm/±10mm
过程连接: M96*2 螺纹/T型支架/法兰
环境温度:(-40~70)℃
过程压力:常压
重 复 性:±1mm
天线材质:PP
频率范围:26GHz
信号输出:RS485/Modbus协议(6~24V)DC
防护等级:IP 68
优 点:免维护、非接触测量、无磨损、测量准确、不受介质、
过程及环境条件的限制。
S-CD92HA
S-CD95HA
S-CD93HA
特 点:精度高;抗干扰能力强,不受温度、湿度及风力的
影响;安装、调试简单;功耗低,可用串口和上位
机调试。
应 用:适用于湖泊、河道、水库、明渠、潮汐水位等水位
监测。
测量范围:30m/35m/70m
精 度:±3mm/±5mm/±10mm
过程连接:G1½"A螺纹/T型支架/法兰
过程温度:(-40~70)℃
过程压力:常压
重 复 性:±1mm
天线材质:不锈钢
频率范围:26GHz
信号输出:RS485/Modbus协议(6~24V DC)
防护等级:IP 67
显 示:可选
防 雷:可选
S-CD92HT
S-CD95HT
S-CD93HT
特 点:性能稳定;抗干扰能力强,不受温度、湿度及风力的
影响;小巧轻便,安装简单,可用串口和上位机调试;
功耗低;波束角小。
应 用:适用于湖泊、河道、水库、明渠、农业灌溉水渠、城
市路桥积水监测。
测量范围:20m/30m/50m
精 度:±3mm/±5mm/±10mm
过程连接:龙门框/卡盘法兰
过程温度:(-40~70)℃
过程压力:常压
重 复 性:±1mm
天线材质:PP
频率范围:26GHz
信号输出:RS485/Modbus协议(6~24V DC)
防护等级:IP 67
S-CD92HE
S-CD95HE
S-CD93HE
特 点:性能稳定;抗干扰能力强,不受温度、湿度及风力的
影响;小巧轻便,安装简单,可用串口和上位机调试;
功耗低;波束角小。
应 用:适用于湖泊、河道、水库、明渠、农业灌溉水渠、
城市路桥积水监测。
测量范围:20m/30m/50m
精 度:±3mm/±5mm/±10mm
过程连接:G1″A螺纹/T型支架/法兰
环境温度:(-40~80)℃
过程压力:常压
重 复 性:±1mm
天线材质:PP
频率范围:26GHz
信号输出:RS485/Modbus协议(6~24V DC)
防护等级:IP 66
三、安装
请注意以下事项,以确保仪表能正确安装;
请预留足够的安装空间。
请避免强烈震动的安装场合。
安装时避开障碍物。
最高水位不得进入测量盲区,仪表必须接大地,增加防雷措施。
(一)安装位置
安装时,根据水位计的波束角与高度计算仪表安装支架的长度,长度最小距离为
200mm,请参考第23~26页的波束角。
桥上安装示意图
S-CD90H安装示意图
S-CD92HA安装示意图
S-CD90HT和S-CD90HE安装示意图
安装示意图
S-CD90H支架安装示意图
S-CD92HA支架安装示意图
S-CD90HT支架安装示意图
S-CD90HE支架安装示意图
典型的错误安装
不能安装在入水流处、注意:室外安装时应采取遮阳、防雨措施。
当仪表天线的波束角内有障碍物影响时,要加装反射板才能正常测量。
四、电气连接
(一)供电
RS485 Modbus协议 供电电源:6~24V DC
隔离RS485输出,支持Modbus通讯协议
(二)连接电缆的安装
一般介绍 电缆接口:M20×1.5
电缆外径:7~9mm
接线一般采用五芯的电缆,由于电驱动装置、电源线
或发射装置经常产生电磁干扰,因此需要使用屏蔽的
电缆线。
(三)接线方式
(四)安全指导
所有的电气连接工作必须在断电的条件下进行,请注意遵循仪表说明书上的指导!
请遵守当地电气安装规程的要求。
请遵守当地对人员健康和安全规程要求。所有对仪表电气部件的操作必须由经过
正规培训的专业人员完成。
请检查仪表的铭牌以确保提供的产品规格符合您的要求。请确保所供电源电压与
仪表铭牌上的要求一致。
(五)防护等级
S-CD90H/S-CD90HT雷达水位计完全满足防护等级IP67的要求,请确保电缆密封头
的防水性。如下图
如何确保安装满足IP67的要求:
请确保密封头未受损
请确保电缆未受损
请确保所使用的电缆符合电气连接规范的要求
在进入电气接口前,将电缆向下弯曲,以确保水不会流入壳体,见①
请拧紧电缆密封头,见②
请将未使用的电气接口用盲堵拧紧,见③
五、仪表调试
(一)编程模块功能说明
通过编程模块上的4个按键对仪表进行调试。调试菜单的语言可选。调试后,一般就
只用于显示,透过玻璃视窗可以非常清楚地读出测量值。
ESC键
-退出编程状态
-退至上一级菜单
-运行时,测量值、回波波形切换 |
+键
-修改参数值
-选择显示模式 |
转圈键
-选择编程项
-选择编辑参数位
-参数项内容显示 |
OK键
-进入编程状态
-确认编程项
-确认参数修改 |
(二)编程说明
使用面板上的4个按键可实现仪表的参数设置、调试及检测等功能。1.编程菜单结构
菜单结构可参见(附表1)。图中向右横箭头的过渡由OK键实现;向下的箭头过渡由转圈键实现;ESC键实现横箭头的向左过渡。
2.编程子菜单
(1)基本设置
基本设置包括仪表的基本参数:低位调整、高位调整、物料性质、阻尼时间、输出映射、定标量单位、定标、盲区范围、传感器标签。
(2)显示
显示设置仪表的显示方式、显示内容、LCD对比度。
(3)诊断
诊断完成仪表的检验、测试功能。主要有:测量峰值、测量状态、选择曲线、回波曲线及仿真。
(4)服务
包括虚假回波、电流输出、复位、测量单位、语言、RS485工作模式、复制传感器数据及密码
(5)编程方法
仪表在运行状态下按OK键进入编程状态,显示编程主菜单。每个参数编辑完成后,须用OK键确认,否则编辑无效。完成编辑后,按ESC键退出编程状态,返回运行状态,再编程的任意时刻,可按ESC键放弃编程,退出参数项编程状态。
六、水位计-MODBUS通讯协议说明
(一)硬件及数据格式硬件接口:RS485
波特率: 9600 (可调)
数据格式RTU 8N1(可调) 校验CRC16 多项式A001
(二)信息帧格式及说明
1、主机的命令格式由从机地址、功能码、 寄存器起始地址、读取点数及CRC码组成如表1所示。
表1 主机命令
主机发送: |
站号(1B) |
功能码(1B) |
寄存器起始地址(2B) |
读取点数(2B) |
CRC(2B) |
|
01 |
03/06 |
00 XX |
00 XX |
XX XX |
主机命令详细说明
站号:从机地址(0-99);
功能码:03读取传感器(仪表)寄存器的数值; 06 更改传感器(仪表)寄存器的数值;
寄存器起始地址:两个字节,具体描述详见表3
读取点数:2个字节,若读取十六位整型数据,则设为0001,读取32位整型数据,则设为0002;
CRC:校验码,两个字节; 2、从机响应有两种格式,当功能码为03时,其格式由站号、功能码、数据长度,数据区及CRC码,如表2;当功能码为06时,其格式与主机命令帧相同,如表1所示。
表2 功能2从机应答:
从机应答: |
静止期 |
站号(1B) |
功能码(1B) |
返回数据长度 |
数据(nB) |
CRC(2B) |
|
T1 T4 |
01 |
03 |
n |
XX XX XX XX |
XX XX XX XX |
站号(地址):一个字节,返回主机发送的地址; 功能码:一个字节,返回主机发送功能码;
应答数据字节数:后面跟的数据字节数;
数据:针对主机命令返回对应的数据,高字节在前,低字节在后; CRC:校验码,两个字节。
(三)保持寄存器地址功能、波特率及RS485数据格式说明
寄存器地址详细说明:寄存器0x0000~0x0003数据为无符号整型数据,为当前测量值;0x0010为当前仪表状态,表示是否有故障;0x0011~0x0014为从机的安装量程、盲区、物(液)位的零点满点。
表3寄存器地址说明
|
寄存器地址 |
描述 |
|
0x0000 |
读取仪表当前空高值,单位为cm(只读) |
|
0x0001 |
读取仪表当前空高值,单位为mm(只读) |
|
0x0002 |
读取仪表当前水位值,单位为cm(只读) |
|
0x0003 |
读取仪表当前水位值,单位为mm(只读) |
|
0x0010 |
读取测量状态(只读); ==0 正常,大于0有错误 |
|
0x0011 |
从机量程 单位厘米(读写) |
|
0x0012 |
从机盲区 单位厘米(读写) |
|
0x0013 |
从机低位调整 单位厘米(读写) |
|
0x0014 |
从机高位调整 单位厘米(读写) |
(四)举例 1.读取仪表水位值,单位mm
主机发送:01 03 00 03 00 01 CRC16/01 03 00 03 00 02 CRC16
仪表回应:01 03 02 XX XX CRC16/01 03 04 XX XX XX XX CRC16
2.修改仪表参数,修改量程为10m(1000cm) 主机发送:01 06 00 11 03 e8 xx xx
仪表回应:01 06 00 11 03 e8 xx xx 表示修改成功;如果返回值不同表示修改失败或预置数据超限。
(五)通讯协议范例
主机发送数据:
|
站号 |
功能码 |
起始地址 |
读取点数 |
校验码 |
意义 |
|
01 |
03 |
0000 |
0002 |
040b |
读取空高,单位cm |
|
01 |
03 |
0001 |
0002 |
95cb |
读取空高,单位mm |
|
01 |
03 |
0002 |
0002 |
65cb |
读取液位高,单位cm |
|
01 |
03 |
0003 |
0002 |
340b |
读取液位高,单位mm |
|
|
|
02 |
03 |
0000 |
0002 |
c438 |
读取空高,单位cm |
|
02 |
03 |
0001 |
0002 |
95f8 |
读取空高,单位mm |
|
02 |
03 |
0002 |
0002 |
65f8 |
读取液位高,单位cm |
|
02 |
03 |
0003 |
0002 |
3438 |
读取液位高,单位mm |
|
|
|
03 |
03 |
0000 |
0002 |
c5e9 |
读取空高,单位cm |
|
03 |
03 |
0001 |
0002 |
9429 |
读取空高,单位mm |
|
03 |
03 |
0002 |
0002 |
6429 |
读取液位高,单位cm |
|
03 |
03 |
0003 |
0002 |
35e9 |
读取液位高,单位mm |
|
|
|
04 |
03 |
0000 |
0002 |
c45e |
读取空高,单位cm |
|
04 |
03 |
0001 |
0002 |
959e |
读取空高,单位mm |
|
04 |
03 |
0002 |
0002 |
659e |
读取液位高,单位cm |
|
04 |
03 |
0003 |
0002 |
345e |
读取液位高,单位mm |
|
|
|
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|
|
以量程10米为例:
1米空高(cm) 01 03 04 00 00 00 64 FB D8
1米空高(mm) 01 03 04 00 00 03 E8 FA 8D
9米液位高(cm) 01 03 04 00 00 03 84 FA A0
9米液位高(mm) 01 03 04 00 00 23 28 E3 1D
2米空高(cm) 01 03 04 00 00 00 C8 FB A5
2米空高(mm) 01 03 04 00 00 07 D0 F9 9F
8米液位高(cm) 01 03 04 00 00 03 20 FB 1B
8米液位高(mm) 01 03 04 00 00 1F 40 F3 F3
4米空高(cm) 01 03 04 00 00 01 90 FB CF
4米空高(mm) 01 03 04 00 00 0F A0 FF BB
6米液位高(cm) 01 03 04 00 00 02 58 FA A9
6米液位高(mm) 01 03 04 00 00 17 70 F4 27
6米空高(cm) 01 03 04 00 00 02 58 FA A9
6米空高(mm) 01 03 04 00 00 17 70 F4 27
4米液位高(cm) 01 03 04 00 00 01 90 FB CF
4米液位高(mm) 01 03 04 00 00 0F 10 FF BB
8米空高(cm) 01 03 04 00 00 03 20 FB 1B
8米空高(mm) 01 03 04 00 00 1F 40 F3 F3
2米液位高(cm) 01 03 04 00 00 00 C8 FB A5
2米液位高(mm) 01 03 04 00 00 07 D0 F9 9F
10米空高(cm) 01 03 04 00 00 03 E8 FA 8D
10米空高(mm) 01 03 04 00 00 27 10 E0 0F
0米液位高(cm) 01 03 04 00 00 00 00 FA 33
0米液位高(mm) 01 03 04 00 00 00 00 FA 33
主机发送数据:
七、结构尺寸(单位:mm)
仪表外壳尺寸图:
八、技术参数
(一)一般数据
|
过程连接 |
螺纹 G1½”A/螺纹G1”A/支架/法兰 |
|
天线材质 |
不锈钢/塑料 |
|
外壳 |
铝/塑料 |
|
外壳和外壳盖之间的密封 |
硅橡胶 |
|
外壳视窗 |
聚碳酸酯 |
|
接地端子 |
|
不锈钢 |
|
重量 |
S-CD92H 1.0kg(取决于过程连接) S-CD95HT 1.0kg(取决于过程连接)
S-CD95H 1.0kg(取决于过程连接) S-CD93HT 1.0kg(取决于过程连接)
S-CD93H 3.0kg(取决于过程连接) S-CD92HE 1.0kg(取决于过程连接)
S-CD92HA 1.0kg(取决于过程连接) S-CD95HE 1.0kg(取决于过程连接)
S-CD92HT 1.0kg(取决于过程连接) S-CD93HE 1.0kg(取决于过程连接) |
供电 |
标准型 |
6~26V DC |
|
功耗 |
max.12mA(12V) |
|
允许波纹 |
-<100Hz Uss<1V |
|
-(100~100K)Hz Uss<10mV |
电缆参数 |
电缆入口/插头 |
1个M20×1.5电缆入口(电缆直径7~9mm)
1个盲堵 M20×1.5 |
|
弹簧接线端子 |
用于导线横截面2.5mm² |
|
输出参数 |
通讯协议 |
Modbus协议 |
(二)特征参数
|
盲区 |
天线末端 |
最大测量水位高度 |
S-CD92H 30 米 S-CD95HT 30 米
S-CD95H 35 米 S-CD93HT 50 米
S-CD93H 70 米 S-CD92HE 20 米
S-CD92HA 15 米 S-CD95HE 30 米
S-CD92HT 20 米 S-CD93HE 50 米 |
|
微波频率 |
26GHz |
|
测量间隔 |
大约1秒(取决于参数设置) |
|
调整间隔 |
大约1秒(取决于参数设置) |
|
显示分辨率 |
1mm |
|
存储及运输温度 |
-(40~70)℃ |
|
过程温度(天线部分的温度) |
-(40~100)℃ |
|
相对湿度 |
<95% |
|
耐振 |
机械震动10m/s²,(10~150)Hz |
九、仪表线性/波束角
S-CD92H
S-CD95H
S-CD93H
波束角:
|
型号 |
天线口径 |
波束角 |
|
S-CD92H |
- 96mm |
8° |
|
S-CD95H |
- 96mm |
8° |
|
S-CD93H |
- 121mm |
6° |
仪表线性:
S-CD92HA
波束角:
|
型号 |
天线口径 |
波束角 |
|
S-CD92HA |
- 93mm |
10° |
仪表线性:
S-CD92HT
S-CD95HT
S-CD93HT
波束角:
|
型号 |
天线口径 |
波束角 |
|
S-CD92HT |
- 80mm |
10° |
|
S-CD95HT |
- 80mm |
10° |
|
S-CD93HT |
- 80mm |
10° |
仪表线性:
S-CD92HE
S-CD95HE
S-CD93HE
波束角:
|
型号 |
天线口径 |
波束角 |
|
S-CD92HE |
- 80mm |
10° |
|
S-CD95HE |
- 80mm |
10° |
|
S-CD93HE |
- 80mm |
10° |
平台显示界面