超声波水位计介绍.

HW-1000C非接触超声波水位计培训教程（2016）黄委会水文局概述黄委水文局研制的HW-1000C型非接触超声波水位计，从1992年开始应用。目前已在全国各省区、各流域机构得到了广泛应用，已经有1200多台投入运行。HW-1000C型超声波水位计是国内唯一取得全国工业产品生产许可证的水位测量设备。2019年12月17日1时5分2HW-1000C型超声波水位计，1992年首先开始在黄河下游滩区应用，1994年始，水利部列为重点推广仪器，通过政策性补贴平均每年向各省区及流域机构推广30台左右，近两年来，黄河水文测验设备改造，在黄河干流、支流重要水文站全部安装了超声波水位计。由于该套设备接口灵活，可以方便地与各种组成遥测系统的二次仪表联合运行组成水情自动测报系统，因此，在水利系统内，主要用此水位计组网遥测系统，黄河防汛指挥系统全部采用此水位计。到目前为止已在国内20多个省区应用。2019年12月17日1时5分32019年12月17日1时5分4HW-1000发展历程年份版本类型描述1992SW1初始机型1995SW95版双校准杆型1997SW97版校准杆型1999SW99版温度型2000SW2000版精确定时型2001SW2001版可模拟为浮子水位计2002SW2002版增加RS485等接口，方便集成2005SW2005版固态存储2008SW2008版具有GPRS接口2009SW2009版小型化产品及多功能版本HW-1000CS型HW-1000CM型2019年12月17日1时5分5培训提纲1.HW-1000C水位计原理2.通信组网方式3.安装及日常维护4.接收处理机操作5.后处理软件6.故障分析2019年12月17日1时5分6H传H水1超声波测距原理H=1/2·vt(v=331.45+0.61T)H水=H传-H注：T:温度，t:声波往返时间。H从图中可以知道我们要测的水位等于传感器安装高程减去所测距离H2019年12月17日1时5分7超声传感器开角超声波从传感器发出后，在空气中传播有一个开角，该开角一般为２～５度，在设计安装支撑悬臂时，Ｌ的长度要大于量程乘以开角正切的两倍。2019年12月17日1时5分8非接触测量：在测量过程中没有任何部件接触水面，实用性很强；不受高速水流冲击，漂浮物的缠绕堵塞或撞击以及水质的影响安装简单基建投资少：不须设观测井日常维护简单组网简单：自带RTU设备精度符合国家规范要求1.1、超声波水位计特点2019年12月17日1时5分9根据测量断面到站房之间的数据传输方式分为有线型和无线型两种类型。2019年12月17日1时5分10野外测站设备温度传感器总成电缆超声传感器水位测量端机站房测站设备水位测量控制器免维护电池组2019年12月17日1时5分11测量控制器水位计前端机温度传感器超声传感器野外观测点站房室内设备有线型水位计的连接2019年12月17日1时5分12性能指标l有线传输距离：小于2000m；l数据采集时间：１--60分钟；l平均无故障工作时间：大于8000小时l测量误差：水位变幅为5米时，95%的数据误差小于±2cm；水位变幅为10米时，95%的数据误差小于±２cm；水位变幅为20米时，95%的数据误差小于±3cm；水位变幅为30米时，95%的数据误差小于FS*3‰；水位变幅为40米时，95%的数据误差小于FS*5‰；超声水位接收处理机具有：打印、显示、固态存储、历史水位查询功能，具有与计算机通信RS232、RS485、0～5V模拟输出、并行格雷码输接口。2019年12月17日1时5分131.4、无线型超声波水位计太阳能板天线馈线无线数传端机超声传感器温度传感器总成水位测量端机天线野外测站设备2019年12月17日1时5分14站房测站设备天线天线馈线无线水位数据接收处理机2019年12月17日1时5分15无线型水位计的连接站房室内设备水位计前端机温度传感器超声传感器无线数传端机太阳能电池板野外观测点发射天线水位数据处理机无线数据接收机接收天线2019年12月17日1时5分16性能指标u传输距离：通视情况下可传输５０公里u数据采集时间：１--60分钟u平均无故障工作时间：大于8000小时u测量误差：水位变幅为5米时，95%的数据误差小于±2cm；水位变幅为10米时，95%的数据误差小于±２cm；水位变幅为20米时，95%的数据误差小于±3cm；水位变幅为30米时，95%的数据误差小于FS*3‰；水位变幅为40米时，95%的数据误差小于FS*5‰；超声水位接收处理机具有：打印、显示、固态存储、历史水位查询功能，具有与计算机通信RS232、RS485、0～5V模拟输出、并行格雷码输接口。2019年12月17日1时5分172、通信及组网方式常用的测量设备配置是1：1测量，即：一台测量端机对一台数据接收处理机。实际上，我们可以组成1：n的网络来完成多个断面或多站的测量，即一台接收机接收n个断面或测点的数据。该水位计能自成体系独立组网，也可以配接水利部水科院自动化所、北京燕禹公司、南京水利自动化所、南瑞公司、北京水利自动化所、北京赛特雷特科技有限责任公司、长委水文局科研所等单位的数据传输端机组网。水文站房2019年12月17日1时5分182.1、通信组网方式水文站房测验断面远程中心2019年12月17日1时5分192.2、组网方式比较序号类型优点缺点备注1有线电缆成本小传输距离1200m需要敷设电缆2超短波无通信费用传输距离50Km3GPRS距离不受限制通信费用(15元/月/站)受移动信号影响推荐4卫星距离不受限制不受地形影响通信费用较高5超短波+GPRS本地显示并可远传一定的GPRS费用推荐6固态存储巡测站无法实时获取数据2019年12月17日1时5分203、安装及日常维护安装超声波水位计，不需要建测井。在设计安装支架时要考虑：m支撑架的稳定性m安装维护人员的安全性和易操作性m设备运行的安全性2019年12月17日1时5分213.1、安装基础设计2019年12月17日1时5分222019年12月17日1时5分232019年12月17日1时5分243.2、安装实例2019年12月17日1时5分25陶城铺位山闸下游2019年12月17日1时5分26位山闸上游泺口水文站2019年12月17日1时5分27利津东平湖2019年12月17日1时5分282019年12月17日1时5分29孟州黄河河务局逯村险工新疆阿克苏协合拉国际河流入口站2019年12月17日1时5分30设备安装实例照片2019年12月17日1时5分31明渠上的安装示意图2019年12月17日1时5分32水库坝上的安装示意图2019年12月17日1时5分33借助于桥梁安装示意图2019年12月17日1时5分34河道中或库区安装示意图2019年12月17日1时5分35水库栏污栅前后安装示意图2019年12月17日1时5分36安装支架结构示意图2019年12月17日1时5分373.3、安装步骤安装超声波传感器及温度传感器•水平•下垂面无障碍物安装太阳能板及天线•太阳能板方向正南偏西15度•天线方向指向接收点安装前端机•打开机箱•JP1插向TEST方向•插上传感器、天线插上电源安装接收机安装后处理软件2019年12月17日1时5分383.4、前端机设置3.4.1水位测量端机主板各插件功能。电路板上有三个跳线插坐:JP1.JP2.JP3。JP1:用于机器设定正常定时工作状态或调试状态。JP1插在1—2调试状态,JP1插在2—3工作状态，且记调试完后JP1应插回2—3处。JP2:用于控制数传机（电台）的上电类型。短路块总是插在1—2脚上的。JP3:用于控制太阳能板给测量端机冲电的.短路块总是插在2—3脚上的。2019年12月17日1时5分393.4.2进入参数设定方法RESET:为红按钮，是复位键，用于机器复位和开始工作。SET和NUMBER是功能键和参数键:用于水位测量端机工作参数设定。在测量端机上电时按复位键后，立即按功能键直到液晶显示器显示出“HH.HH”字样，马上松开在按下的功能键（SET）即可进入端机工作参数设定。2019年12月17日1时5分403.4.3测量端机工作参数设定：1.时间→小时：按动SET键，直到液晶显示器显示出“1H.xx”字样,‘1H’代表小时设置，数字‘xx’代表测量端机时钟当前是几点钟，如果时钟和实际时间有偏差需要修改，则循环按动NUM.2.设置时间→分钟：按动SET键，直到液晶显示器显示出“2H.xx”字样,‘2H’代表分钟设置，数字‘xx’代表测量端机时钟当前是几分钟，如果时钟和实际时间有偏差需要修改，则循环按动NUM.3.设置测量间隔:：按动SET键，直到液晶显示器显示出“3H.xx”字样,‘3H’代表测量端机上电时间间隔设置，数字‘xx’代表测量端机时间测量间隔:，如果需要修改，则循环按动NUM.4.设置测站站号：按动SET键，直到液晶显示器显示出“4H.xx”字样,‘4H’代表站号设置，数字‘xx’代表本水位端机的测点站号:，如果需要修改，则循环按动NUM.但必须注意前端机所设置站号应该和接收机一致。2019年12月17日1时5分413.5、日常维护水位计测量端面部分主要实现定时测量水位的功能，并在测量后通过电台发送到接收机，是水位计的核心部分，决定着水位计的测量精度1.定期察看超声波探头垂直下方一米半径内有无边坡、船只、乱石等障碍物，如果有应清除以免影响测量精度2.定期察看太阳能板有无人为破坏、有无浮土，应确保汛前清理一次面板3.定期察看发射天线方向有无偏移，特别是大风或雷雨之后4.定期察看超声波探头有无倾斜5.如果测量精度偏差较大，可适当调整百叶箱内测量端机参数，使LP/EE值保持在4—6之间，一般3H=06，4H=00，EE=3，LP=15，（参数调整方法见说明书）6.常用万用表检查蓄电池电压，若低于9v就要进行充电或检查太阳能充电系统（充电时电流不能太大，应在0.5安）2019年12月17日1时5分42建议日常管理条例：1.水位计应有专人负责2.严格遵守说明书所规定水位计操作规程3.严禁随意修改参数，确实需要改动时，应请示水位计负责人。4.不定期察看接收机电源指示灯，确保交流直流指示灯均正常5.定期清除固态存储数据6.有故障时作好故障现象纪录，以反馈厂家7.更换打印纸、色带时应轻取、轻放，以免打印机电路板与机箱接触。必要时可先关掉电源8.严禁私自打开机箱9.当交流电源停电超过3天时应关掉接收机电源，以保护直流电瓶10.有故障时可致电（0371）66024910Email:[e-mail]2019年12月17日1时5分434、接收处理机操作2019年12月17日1时5分445、后处理软件数据流程计算机存储统计分析整编串行通信通信系统有线/无线河南黄河水文科技有限公司开发了配套的遥测水位数据整编处理软件，该软件可以分析处理实测数据、人工摘补水位、摘录水位过程,制作、打印水位日报表、月报表、年报表，绘制洪水过程线。野外测量端机采集数据室内数据接收处理机存储2019年12月17日1时5分452019年12月17日1时5分462019年12月17日1时5分475、故障分析故障现象最可能原因不打印前端机参数改变电源欠压，电台发不出接收电台或天线损坏区号及站号设置显示0000.03温度传感器故障线太长显示0000.05探头不水平探头正下方不平，边坡电池欠压主板需要调整显示器黑屏接收机电源故障2019年12月17日1时5分48故障现象最可能原因数据误差大前端机参数需要调整时钟停止接收机主板时钟芯片坏计算机收不到计算机串口计算机软件版本晚上收不到数据太阳能板损坏电池容量下降数据误差大前端机参数需要调整出现大水位传感器拖尾2019年12月17日1时5分49不打印可能原因：没有收到测量前端机数据，打印间隔设置不合理，电源欠压，打印机连线脱落，打印机损坏。检查步骤：日期不打印A、交流电有否（或欠压）B、打印机部件故障打印日期水位数据不变：A、前端机无数据，或发射电台坏。B、接收电台坏