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1用途

M38Y1型磁致式量水堰計適用于長期測量河流、湖泊、水庫、壩體等堰槽的水位，是監(jiān)測水位及流量變化的有效監(jiān)測設(shè)備。量水堰計采用磁致伸縮液位計作為傳感器進行測量，具有分辨率高、穩(wěn)定性好、性能可靠、響應(yīng)速度快，工作壽命長等優(yōu)點。

磁致式量水堰計主要功能有線性測量，絕對位置輸出，非接觸式連續(xù)測量，永不磨損，傳感器不用標定及定期維護，輸出信號多種選擇(RS485、電壓、電流)，安裝簡單方便。

2規(guī)格及主要技術(shù)參數(shù)

3結(jié)構(gòu)及工作原理

3.1結(jié)構(gòu)

M38Y1 型磁致式量水堰計由防污管、上端蓋、磁致伸縮液位傳感器、水平泡、觀測電纜等組成。

3.2工作原理

磁致伸縮液位傳感器主要由測桿、電子倉和套在測桿上的非接觸磁浮球組成。測桿內(nèi)裝有磁致伸縮線(波導(dǎo)絲)，測桿由不導(dǎo)磁的不銹鋼管制成。測量時電子倉發(fā)出起始脈沖，起始脈沖在波導(dǎo)絲中傳輸，產(chǎn)生沿波導(dǎo)絲方向的旋轉(zhuǎn)磁場，當(dāng)這個磁場與浮球中的永久磁場相遇時，產(chǎn)生磁致伸縮效應(yīng)，使波導(dǎo)絲發(fā)生扭動，這一扭動被電子拾能機構(gòu)所感知并轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電流脈沖，測量電路計算出兩個脈沖之間的時間差，即可精確地測出被測液位值。

4計算

4.1堰槽中的水位變化量△L與量水堰計的測量值F具有線性關(guān)系

計算公式為：

△L= K×(F- F0)

式中：△L-堰槽中的水位變化量，單位為mm,

F-量水堰計的實時測量值, 單位為F,

F0-量水堰計的基準值, 單位為F,

K-量水堰計傳感器系數(shù)，單位為mm/F,

4.2當(dāng)量水堰計水位測量值△L為正值時表示堰槽水位相對基準值升高。

4.3 當(dāng)量水堰儀水位測量值△L為負值時表示堰槽水位相對基準值降低。

(圖1)磁致伸縮式量水堰計結(jié)構(gòu)圖

4.4 在正常工作范圍內(nèi)溫度的變化對傳感器測值影響甚小，經(jīng)試驗測得其溫度修正系數(shù)小于最小讀數(shù)，實際使用中不需要溫度修正。量水堰計具有智能識別功能，輸出信號為RS485數(shù)字量,直接顯示工程物理量。

5儀器的安裝

5.1檢查

量水堰計安裝之前應(yīng)在現(xiàn)場對磁致伸縮液位傳感器、浮子等組件進行檢查，確保儀器完好才能安裝。

5.2槽式安裝法

量水堰計應(yīng)安裝在堰板的上游≥100cm處,在堰槽的側(cè)壁做一內(nèi)凹槽，在底部開一個安裝洞，安裝洞的直徑應(yīng)大于￠15cm的孔，低于水面深為10cm(尺寸見圖 2 所示)。在安裝洞中插入防污管，查看上端蓋上的水平泡調(diào)整防污管的垂直度，管四周用水泥砂漿固結(jié)，防止砂漿進入防污管。在防污管四周填入清潔細碎石，直至將凹槽填滿。

流量計算公式：

a) 直角三角堰流量計算公式：

Q =1.4× h5/2

式中：Q—流量，單位為m3/s；

H—堰上水頭，單位為m。

b) 矩形堰流量計算公式：

Q = m×b×sqrt(2g)×h3/2

m =(0.402+0.054×(h/p))

式中：Q—流量，單位為m3/s；

b—堰寬，單位為m;

h—堰上水頭，單位為m；

p—堰頂板至堰頂距離，單位為m。

c)梯形流量計算公式：

Q=1.86bh3/2

式中:Q—流量，單位為m3/s；

b—堰底寬，單位為m;

h—堰上水頭，單位為m。

5.3儀器組裝

將量水堰計防污管固定在安裝洞中后,打開磁致伸縮傳感器的外包裝取出傳感器和浮子，將儲液筒上端蓋旋下，再將磁致伸縮液位傳感器測桿上的定位鎖緊環(huán)卸下，取下浮子，測桿插入儲液筒上端蓋M18×1.5 螺紋孔中旋緊，再將取下的浮子按原方向復(fù)位(有CN標記的半球在液面之上)，鎖緊環(huán)復(fù)位(固定在距測桿端頭約19mm 處即可。最后將裝好傳感器的儲液筒上端蓋旋緊。

5.3.1注意事項：

安裝和搬運過程中不可使測桿彎曲，切勿使傳感器的電子倉和測桿承受大的沖擊。止位環(huán)取下時記住其在測桿上的位置以便復(fù)位時回至原位。

安裝時傳感器裝入防污管時浮子應(yīng)放在止位環(huán)處，不得由高處向低處自由落下，另外禁止浮子在測桿兩頭來回快速運動撞擊止位環(huán)，避免浮子由于撞擊而損壞。

5.4接線方法

量水堰計的觀測電纜線必須避開交流電源線、射頻信號源和其它有干擾的地方。電纜的屏蔽線必須完好無斷線，防雷地線應(yīng)接到接地網(wǎng)上。

5.5選取基準值

量水堰計的測量值為實時測量值相對于基準值的變化量，所以基準值選取的準確與否，將直接影響到測值的準確性。

選取相同時間、穩(wěn)定氣溫的3 次相近的讀數(shù)，經(jīng)平均后做為基準值，量水堰計安裝在混凝土中應(yīng)選取水化熱過后的測值。基準值選定后應(yīng)做好記錄，作為計算的基準值。

為使基準值取的更準確，可將以上操作重復(fù)進行兩次，如果兩次測值基本相同(誤差≤ 0.5％F.S)，則證明基準值取值正確。

量水堰計的測量值出現(xiàn)偏差時，可用以上方法重新校準基準值。

6 傳感器故障排除

6.1如果傳感器測量出現(xiàn)故障，可以從以下幾個方面排查：

a) 檢查量水堰計和讀數(shù)儀的測量線連接是否正確；

b) 檢查電纜是否有破損和斷裂；

c) 檢查電纜接頭連接是否正常,如電纜接頭、接線端子等。

6.2如果觀測數(shù)據(jù)不穩(wěn)定，可以從以下幾個方面排查：

a) 將屏蔽線并接到讀數(shù)儀測量線的黑線夾子上；

b) 可能電纜接頭處進水，將其剪掉，重新連接；

c) 安裝部件松動或量水堰計傾斜比較大；

d) 檢查儲液筒內(nèi)是否有雜物；

e) 檢查浮球上下移動是否正常；

f) 如果測量數(shù)據(jù)隨時間的變化產(chǎn)生誤差，檢查浮球上是否被鈣化物或青苔包裹；

g) 檢查附近是否有干擾源，如電動機、發(fā)電機、天線或交流動力電纜，遠離上述干擾源。按以上步驟如不能排除故障，請聯(lián)系廠家咨詢。

7 注意事項

量水堰計安裝就位前、后應(yīng)及時測量讀數(shù)，根據(jù)儀器編號和設(shè)計編號作好記錄并存檔，特別注意保護儀器的信號引出電纜。

8驗收與保管

用戶開箱驗收儀器，應(yīng)先檢查儀器的數(shù)量(包括附件)及出廠檢驗合格證等是否與裝箱清單相符。開箱后每支儀器應(yīng)先用 100V 兆歐表量測電路與密封殼體之間的絕緣電阻，其測值應(yīng)滿足絕緣電阻規(guī)定要求。驗收時每支儀器應(yīng)用讀數(shù)儀測量，檢查儀器是否正常。儀器應(yīng)保管在干燥、通風(fēng)的房間中。

9 附言

型量水堰計自出廠之日起壹年內(nèi)，如出現(xiàn)故障或性能低于技術(shù)條件要求且系屬產(chǎn)品質(zhì)量問題，本公司負責(zé)免費維修或更換(若因現(xiàn)場防雷系統(tǒng)不完善遭遇強雷電等不可抗力所造成的損壞不在其例）。

4量水堰計系統(tǒng)標準結(jié)構(gòu)圖

量水堰計在建造堰槽時，在堰槽側(cè)壁距堰板上游大于1 米處設(shè)置一量水堰計安裝孔(槽)，將量水堰計放入孔(槽)中間，孔(槽)與量水堰計之間空隙填滿礫石或耝砂。此方法的特點：量水堰計不易受自然環(huán)境破壞力的損傷，不易因水質(zhì)不好影響測量精度等。

5 量水堰計觀測電纜芯線定義

紅----電源正極

黑----電源負極

白----485A

綠----485B

屏蔽線-----地線

10傳感器ModBus通訊協(xié)議

1．傳輸方式：RTU模式

通訊參數(shù)：波特率9600bps；

數(shù)據(jù)幀：1個起始位、8位數(shù)據(jù)、無奇偶校驗、1個停止位

2．查詢地址：

上位機發(fā)送代碼：00  03  00  DE  00  00  24  21

                                       CRC16校驗碼

傳感器返回代碼：00  03  00  DE  00  01  E5  E1

                                       CRC16校驗碼

00——是廣播指令

3．設(shè)置地址：

上位機發(fā)送代碼：00  06  00  DE  00  01  29  E1

傳感器返回代碼：00  06  00  DE  00  01  29  E1

4．查詢液位：

上位機發(fā)送代碼：01  03  00  04   00  02   85  CA

傳感器返回代碼：01 03   04    12 E6   2E 00   03 1C

                      數(shù)據(jù)長度      整數(shù)部分   小數(shù)部分     CRC16校驗碼   

5．計算位移量:

每個位移量占四個字節(jié)，第一、二個字節(jié)為位移整數(shù)部分，第三、四個字節(jié)為位移小數(shù)部分

數(shù)據(jù)舉例： 01 03 04 12 E6 2E 00  03 1C

12 E6 . 2E 00 -------- 位移數(shù)據(jù)                     

整數(shù)    小數(shù)

計算方法：12E62E00  即:12E6.2E00  轉(zhuǎn)換為:  4838.180 (mm)

整數(shù)部分12E6H=4838；

小數(shù)部分2E00H/FFFFH=11776/65535=0.180

結(jié)果為：12E6.2E00=4838+0.18=4838.180 (mm)

6．設(shè)置編號（8個ASCII碼）：

上位機發(fā)送代碼：01  1B   59 53 30 39 31 35 30 35       6A  71

           地址          編號：8個ASCII碼組成(YS071303)       CRC16校驗碼

傳感器返回代碼：01  1B   59 53 30 39 31 35 30 35       6A  71

    例：編號：YS0913505

十六進制ASCII碼： 59 53 30 39 31 35 30 35

              分別表示：  Y  S  0  9  1  5  0  5  

7．讀取編號：

上位機發(fā)送代碼：00  2B  00  09  00  04   F5  DC

                                         CRC16校驗碼

傳感器返回代碼：01  2B   59 53 30 39 31 35 30 35   3E  70

地址         編號：8個ASCII碼組成(YS071303)          CRC16校驗碼

十六進制ASCII碼： 59 53 30 39 31 35 30 35

表示編號為：YS 07 13 03