QN-FS40型數(shù)字式水位計使用說明書

1 概述

1.1  本儀器按照國家標準GB/T11828.1-2002《水文測量儀器第十部分  浮子式水位計》要求設計、制造。儀器在水位變率大、波涌嚴重的環(huán)境下，具有良好的測量精度和工作穩(wěn)定性，特別適合于水文站、水庫站、閘壩站、遙測站、水電站、潮位站使用。

1.2  本儀器由值編碼型水位編碼器、水位輪顯示器、浮子、懸索、平衡錘、通信接口等部分組成，是獨立的水位觀測測量儀器，又可以與電顯示器、閘門開度儀、閘門啟閉機控制系統(tǒng)連接，共同組成計算機顯示、控制系統(tǒng)（如船閘、水電站、抽水蓄能電站、農(nóng)業(yè)灌溉系統(tǒng)，給排水系統(tǒng)等）；配置RS485通信接口的水位儀，可直接與通信機、計算機聯(lián)網(wǎng)組成水文自動測報系統(tǒng)，可廣泛用于裝備各種類型的水位測站。

1.3  儀器采用國家新型防波涌技術(shù)設計、制造，在波涌環(huán)境下，能有效防止測纜與測輪之間打滑，使儀器穩(wěn)定、可靠地工作。儀器具有斷電記憶功能、抗強電磁干擾，無溫度、零點漂移。

1.4  本儀器適合于內(nèi)徑≥25厘米的細井和一般測井使用。

2 工作原理

2.1  本儀器由浮子、懸索、平衡錘、水位輪、水位編碼器、顯示器、滾動壓輪組件、輸出插座等部分構(gòu)成。

 工作原理

儀器以浮子感測水位變化，工作狀態(tài)下，浮子、平衡錘與懸索連接牢固，懸索懸掛在水位輪的“V”形槽中。平衡錘起拉緊懸索和平衡作用，調(diào)整浮子的配重可以使浮子工作于正常吃水線上。在水位不變的情況下，浮子與平衡錘兩邊的力是平衡的。當水位上升時，浮子產(chǎn)生向上浮力，使平衡錘拉動懸索帶動水位輪作順時針方向旋轉(zhuǎn)，水位編碼器的顯示讀數(shù)增加；水位下降時，則浮子下沉，并拉動懸索帶動水位輪逆時針方向旋轉(zhuǎn)，水位編碼器的顯示器讀數(shù)減小。

本儀器的水位輪測量圓周長為32厘米，且水位輪與編碼器為同軸聯(lián)接，水位輪每轉(zhuǎn)一圈，編碼器也轉(zhuǎn)一圈，輸出對應的32組數(shù)字編碼。當水位上升或下降，編碼器的軸就旋轉(zhuǎn)一定的角度，編碼器同步輸出一組對應的數(shù)字編碼（二進制循環(huán)碼，又稱格雷碼）。不同量程的儀器使用不同長度的懸索能夠輸出1024至4096組不同的編碼，可以用于測量10至40米水位變幅。

通過與儀器插座相聯(lián)接的多芯電纜線可將編碼信號傳輸給觀察室內(nèi)的電顯示器或計算機，用作觀測、記錄或進行數(shù)據(jù)處理；安裝有RS485數(shù)字通信接口（或4-20mA）的水位計，可以直接與通信機、計算機或相應儀表相聯(lián)接，組成為水文自動測報系統(tǒng)。

儀器的內(nèi)置式RS485數(shù)字通信接口（選裝），具備選址、選通功能，能以二線制方式遠距離傳輸信息，在一對雙絞線信號線上可以驅(qū)動或接收多臺水位（或閘位）傳感器，實現(xiàn)遙測組網(wǎng)。

3  技術(shù)參數(shù)

3.1  基本參數(shù)

測量范圍：0-40m；

水位變率：60cm/min

分辨力：1cm

測量準確度：≤±2cm（10m量程）；超過10m時，≤±(2cm± 0.2%F·S)

顯示器：十進制機械計數(shù)器

3.2  機械參數(shù)

水位輪工作周長：32cm

測量纜：Φ1mm不銹鋼纜

浮子直徑：15cm、10cm可選

3.3  輸出形式

格雷碼輸出：10-12位

3.4  通信接口（選裝）

RS485接口：MODBUS協(xié)議或其它

           電流:<18mA  典型值：14mA

4～20mA模擬量信號輸出

3.5  使用環(huán)境

環(huán)境溫度：-25℃～85℃

相對濕度；<90%(40℃)

尺寸：132×132×115

電源電壓：12～24VDC

3.6  電顯示器（選配）

4  儀器安裝和對水位

本系列儀器采用小直徑浮子，可選用小直徑管材建造測井。

4.1  儀器室    

要求：通風、隔熱、防雨，建于測井（懸井）上方。

安裝水位儀的平臺高度約80厘米，平臺水平安置，傾斜度應小于5度。

4.3 測井    

測井可以建于岸邊或沿水工建筑物倚墻建造，也可以建于水面（必須建造堅固支架和人行橋）。要求測井管材為鋼管或混凝土預應力管，內(nèi)徑可為Φ250mm。測井垂直度偏差：用鉛墜測量，在低水位處偏差應小于1厘米。

水位量程大，施工條件較差的場合可適當加大測井直徑，並切實保障在全量程內(nèi)浮子、平衡錘與管壁保持一定距離。

4.3  進水管

4.3.1  進水管直徑：內(nèi)徑應不小于測井直徑的1/10，否則易產(chǎn)生測井內(nèi)水位滯后；亦不應大于測井直徑的1/5，以減少風浪及行船波涌使測井水位產(chǎn)生強烈的波動，造成儀器頻繁抖動。正常情況下，進水管內(nèi)徑可選擇為20至40毫米為宜。

4.3.2  設立在岸上的測井，進水管應低于水位以下15厘米，並保持一定的傾斜，以便于沖淤。

4.3.3  在進水口處應設置保護樁、浮標、攔污網(wǎng)等。

4.3.4  測井中的淤積泥沙應定期清理。

4.4  儀器安裝和“對水位”

4.4.1  以測井圓周中心作為基本參考點，照圖2所示尺寸在工作木平臺上，打浮子過線孔（Φ10mm）和平衡錘過線孔（Φ10mm）。

4.4.2  將儀器底板按圖2所示位置用4個M4×20木螺釘固定在工作平臺上。

使浮子、平衡錘與測井內(nèi)壁保持一定距離。

4.4.3  將Φ1mm不銹鋼懸索的一頭從工作平臺上方穿過平衡錘過線孔。

4.4.4  按照圖3的方法要求將平衡錘與懸索固定、鎖緊，然后將平衡錘慢慢沉放至井底。

4.4.5  將懸索的另一端繞于水位輪的“V”型槽中，并預留長1.2米，剪斷。

4.4.6  將懸索穿過浮子過線孔，並按圖3的方法將懸索與浮子懸吊帽固定、并在懸吊帽中塞入橡膠墊，然后將懸吊帽、外配重體與浮子擰緊。

4.4.7  將浮子慢慢沉放入測井，直至接觸水面為止。

4.4.8  檢查上述4.4.1至4.4.7步驟，如一切正常，可緊固水位輪的兩個緊固螺釘。

4.4.9  對水位：按照圖4接線圖要求聯(lián)接和傳送電信號，用手指輕輕地將懸索提起，使其稍離開水位輪，然后轉(zhuǎn)動水位輪，使電顯示器顯示的數(shù)字與實際水位值相符，然后再緩慢放下懸索，在現(xiàn)場或在觀察室觀測水位數(shù)字變化，如一切正常，即告儀器安裝和“對水位”工作完成。（在實際操作中，也可以觀察機械計數(shù)器顯示數(shù)值的方法進行“對水位”，允許機械顯示數(shù)與電顯示數(shù)相差一個字。）

5  防波涌裝置的安裝與調(diào)整

對于安裝有防波涌裝置的水位儀，應注意在懸掛懸索之前檢查滾動壓輪是否與水位輪工作在同一個工作平面上，以及兩輪之間的間隙是否適當（正常情況下，滾動壓輪與水位輪V型槽的底部之間的合理間隙約為0.5～0.9mm），如果一切正常即可；如果該間隙大小需要調(diào)整，可以輕撥壓輪彈簧片，使?jié)L動壓輪與水位輪V型槽之間的間隙調(diào)整到正確范圍之內(nèi)，然后將懸索從兩個滾動壓輪槽和水位輪V型槽的中間穿過，并使壓輪輕輕壓住懸索。儀器即可投入正常工作。如一切正常，即可按照步驟4.4.9進行對水位，儀器即可進入正常的工作狀態(tài)。

6  故障與檢修