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水文水质监控

26G高频雷达式水位计测量仪非接触式

关键词:
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
几乎不受腐蚀、泡沫影响
不受大气中水蒸气、温度和压力变化影响
高信噪比,更优的性能
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
           

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
S-CD95H - 96mm
S-CD93H - 121mm
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°
 
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