超聲波水位計(jì)介紹課件

HW-1000C非接觸超聲波水位計(jì)培訓(xùn)教程（2016）概述

黃委水文局研制的HW-1000C型非接觸超聲波水位計(jì)，從1992年開始應(yīng)用。目前已在全國(guó)各省區(qū)、各流域機(jī)構(gòu)得到了廣泛應(yīng)用，已經(jīng)有1200多臺(tái)投入運(yùn)行。HW-1000C型超聲波水位計(jì)是國(guó)內(nèi)唯一取得全國(guó)工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)許可證的水位測(cè)量設(shè)備。

*2

HW-1000C型超聲波水位計(jì)，1992年首先開始在黃河下游灘區(qū)應(yīng)用，1994年始，水利部列為重點(diǎn)推廣儀器，通過(guò)政策性補(bǔ)貼平均每年向各省區(qū)及流域機(jī)構(gòu)推廣30臺(tái)左右，近兩年來(lái)，黃河水文測(cè)驗(yàn)設(shè)備改造，在黃河干流、支流重要水文站全部安裝了超聲波水位計(jì)。由于該套設(shè)備接口靈活，可以方便地與各種組成遙測(cè)系統(tǒng)的二次儀表聯(lián)合運(yùn)行組成水情自動(dòng)測(cè)報(bào)系統(tǒng)，因此，在水利系統(tǒng)內(nèi)，主要用此水位計(jì)組網(wǎng)遙測(cè)系統(tǒng)，黃河防汛指揮系統(tǒng)全部采用此水位計(jì)。到目前為止已在國(guó)內(nèi)20多個(gè)省區(qū)應(yīng)用。*3HW-1000發(fā)展歷程年份版本類型描述1992SW1初始機(jī)型1995SW95版雙校準(zhǔn)桿型1997SW97版校準(zhǔn)桿型1999SW99版溫度型2000SW2000版精確定時(shí)型2001SW2001版可模擬為浮子水位計(jì)2002SW2002版增加RS485等接口，方便集成2005SW2005版固態(tài)存儲(chǔ)2008SW2008版具有GPRS接口2009SW2009版小型化產(chǎn)品及多功能版本HW-1000CS型HW-1000CM型*5培訓(xùn)提綱1.HW-1000C水位計(jì)原理2.通信組網(wǎng)方式3.安裝及日常維護(hù)4.接收處理機(jī)操作5.后處理軟件6.故障分析*6H傳H水1超聲波測(cè)距原理H=1/2·vt

(v=331.45+0.61T)

H水=H傳-H

注：T:溫度，t:聲波往返時(shí)間。

H

從圖中可以知道我們要測(cè)的水位等于傳感器安裝高程減去所測(cè)距離H*7超聲傳感器開角

超聲波從傳感器發(fā)出后，在空氣中傳播有一個(gè)開角，該開角一般為２～５度，在設(shè)計(jì)安裝支撐懸臂時(shí)，Ｌ的長(zhǎng)度要大于量程乘以開角正切的兩倍。*81.2、超聲波非接觸水位計(jì)分類

根據(jù)測(cè)量斷面到站房之間的數(shù)據(jù)傳輸方式分為有線型和無(wú)線型兩種類型。*10測(cè)量控制器水位計(jì)前端機(jī)溫度傳感器超聲傳感器野外觀測(cè)點(diǎn)站房室內(nèi)設(shè)備有線型水位計(jì)的連接*121.4、無(wú)線型超聲波水位計(jì)太陽(yáng)能板天線饋線無(wú)線數(shù)傳端機(jī)超聲傳感器溫度傳感器總成水位測(cè)量端機(jī)天線

野外測(cè)站設(shè)備*14站房測(cè)站設(shè)備天線天線饋線無(wú)線水位數(shù)據(jù)接收處理機(jī)*15無(wú)線型水位計(jì)的連接站房室內(nèi)設(shè)備水位計(jì)前端機(jī)溫度傳感器超聲傳感器無(wú)線數(shù)傳端機(jī)太陽(yáng)能電池板野外觀測(cè)點(diǎn)發(fā)射天線水位數(shù)據(jù)處理機(jī)無(wú)線數(shù)據(jù)接收機(jī)接收天線*16性能指標(biāo)

傳輸距離：通視情況下可傳輸５０公里

數(shù)據(jù)采集時(shí)間：１--60分鐘

平均無(wú)故障工作時(shí)間：大于8000小時(shí)

測(cè)量誤差：水位變幅為5米時(shí)，95%的數(shù)據(jù)誤差小于±2cm；水位變幅為10米時(shí)，95%的數(shù)據(jù)誤差小于±２cm；水位變幅為20米時(shí)，95%的數(shù)據(jù)誤差小于±3cm；水位變幅為30米時(shí)，95%的數(shù)據(jù)誤差小于FS*3‰；水位變幅為40米時(shí)，95%的數(shù)據(jù)誤差小于FS*5‰；超聲水位接收處理機(jī)具有：打印、顯示、固態(tài)存儲(chǔ)、歷史水位查詢功能，具有與計(jì)算機(jī)通信RS232、RS485、0～5V模擬輸出、并行格雷碼輸接口。*172、通信及組網(wǎng)方式

常用的測(cè)量設(shè)備配置是1：1測(cè)量，即：一臺(tái)測(cè)量端機(jī)對(duì)一臺(tái)數(shù)據(jù)接收處理機(jī)。實(shí)際上，我們可以組成1：n的網(wǎng)絡(luò)來(lái)完成多個(gè)斷面或多站的測(cè)量，即一臺(tái)接收機(jī)接收n個(gè)斷面或測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)。該水位計(jì)能自成體系獨(dú)立組網(wǎng)，也可以配接水利部水科院自動(dòng)化所、北京燕禹公司、南京水利自動(dòng)化所、南瑞公司、北京水利自動(dòng)化所、北京賽特雷特科技有限責(zé)任公司、長(zhǎng)委水文局科研所等單位的數(shù)據(jù)傳輸端機(jī)組網(wǎng)。

水文站房*182.2、組網(wǎng)方式比較

序號(hào)類型優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)備注1有線電纜成本小傳輸距離<1200m需要敷設(shè)電纜2超短波無(wú)通信費(fèi)用傳輸距離<50Km3GPRS距離不受限制通信費(fèi)用(15元/月/站)受移動(dòng)信號(hào)影響推薦4衛(wèi)星距離不受限制不受地形影響通信費(fèi)用較高5超短波+GPRS本地顯示并可遠(yuǎn)傳一定的GPRS費(fèi)用推薦6固態(tài)存儲(chǔ)巡測(cè)站無(wú)法實(shí)時(shí)獲取數(shù)據(jù)*203、安裝及日常維護(hù)

安裝超聲波水位計(jì)，不需要建測(cè)井。在設(shè)計(jì)安裝支架時(shí)要考慮：

支撐架的穩(wěn)定性安裝維護(hù)人員的安全性和易操作性設(shè)備運(yùn)行的安全性*21*23*24陶城鋪位山閘下游*26位山閘上游濼口水文站*27利津東平湖*28新疆阿克蘇協(xié)合拉國(guó)際河流入口站*30設(shè)備安裝實(shí)例照片*31明渠上的安裝示意圖*32水庫(kù)壩上的安裝示意圖*33借助于橋梁安裝示意圖*34河道中或庫(kù)區(qū)安裝示意圖*35水庫(kù)欄污柵前后安裝示意圖*36安裝支架結(jié)構(gòu)示意圖*373.3、安裝步驟*383.4、前端機(jī)設(shè)置3.4.1水位測(cè)量端機(jī)主板各插件功能。電路板上有三個(gè)跳線插坐:JP1.JP2.JP3。JP1:用于機(jī)器設(shè)定正常定時(shí)工作狀態(tài)或調(diào)試狀態(tài)。JP1插在1—2調(diào)試狀態(tài),JP1插在2—3工作狀態(tài)，且記調(diào)試完后JP1應(yīng)插回2—3處。JP2:用于控制數(shù)傳機(jī)（電臺(tái)）的上電類型。短路塊總是插在1—2腳上的。JP3:用于控制太陽(yáng)能板給測(cè)量端機(jī)沖電的.短路塊總是插在2—3腳上的。*393.4.2進(jìn)入?yún)?shù)設(shè)定方法RESET:為紅按鈕，是復(fù)位鍵，用于機(jī)器復(fù)位和開始工作。SET和NUMBER是功能鍵和參數(shù)鍵:用于水位測(cè)量端機(jī)工作參數(shù)設(shè)定。在測(cè)量端機(jī)上電時(shí)按復(fù)位鍵后，立即按功能鍵直到液晶顯示器顯示出“HH.HH”字樣，馬上松開在按下的功能鍵（SET）即可進(jìn)入端機(jī)工作參數(shù)設(shè)定。*403.4.3測(cè)量端機(jī)工作參數(shù)設(shè)定：1.時(shí)間→小時(shí)：按動(dòng)SET鍵，直到液晶顯示器顯示出“1H.xx”字樣,‘1H’代表小時(shí)設(shè)置，數(shù)字‘xx’代表測(cè)量端機(jī)時(shí)鐘當(dāng)前是幾點(diǎn)鐘，如果時(shí)鐘和實(shí)際時(shí)間有偏差需要修改，則循環(huán)按動(dòng)NUM.2.設(shè)置時(shí)間→分鐘：按動(dòng)SET鍵，直到液晶顯示器顯示出“2H.xx”字樣,‘2H’代表分鐘設(shè)置，數(shù)字‘xx’代表測(cè)量端機(jī)時(shí)鐘當(dāng)前是幾分鐘，如果時(shí)鐘和實(shí)際時(shí)間有偏差需要修改，則循環(huán)按動(dòng)NUM.3.設(shè)置測(cè)量間隔:：按動(dòng)SET鍵，直到液晶顯示器顯示出“3H.xx”字樣,‘3H’代表測(cè)量端機(jī)上電時(shí)間間隔設(shè)置，數(shù)字‘xx’代表測(cè)量端機(jī)時(shí)間測(cè)量間隔:，如果需要修改，則循環(huán)按動(dòng)NUM.4.設(shè)置測(cè)站站號(hào)：按動(dòng)SET鍵，直到液晶顯示器顯示出“4H.xx”字樣,‘4H’代表站號(hào)設(shè)置，數(shù)字‘xx’代表本水位端機(jī)的測(cè)點(diǎn)站號(hào):，如果需要修改，則循環(huán)按動(dòng)NUM.但必須注意前端機(jī)所設(shè)置站號(hào)應(yīng)該和接收機(jī)一致。*413.5、日常維護(hù)

水位計(jì)測(cè)量端面部分主要實(shí)現(xiàn)定時(shí)測(cè)量水位的功能，并在測(cè)量后通過(guò)電臺(tái)發(fā)送到接收機(jī)，是水位計(jì)的核心部分，決定著水位計(jì)的測(cè)量精度1.定期察看超聲波探頭垂直下方一米半徑內(nèi)有無(wú)邊坡、船只、亂石等障礙物，如果有應(yīng)清除以免影響測(cè)量精度2.定期察看太陽(yáng)能板有無(wú)人為破壞、有無(wú)浮土，應(yīng)確保汛前清理一次面板3.定期察看發(fā)射天線方向有無(wú)偏移，特別是大風(fēng)或雷雨之后4.定期察看超聲波探頭有無(wú)傾斜5.如果測(cè)量精度偏差較大，可適當(dāng)調(diào)整百葉箱內(nèi)測(cè)量端機(jī)參數(shù)，使LP/EE值保持在4—6之間，一般3H=06，4H=00，EE=3，LP=15，（參數(shù)調(diào)整方法見說(shuō)明書）6.常用萬(wàn)用表檢查蓄電池電壓，若低于9v就要進(jìn)行充電或檢查太陽(yáng)能充電系統(tǒng)（充電時(shí)電流不能太大，應(yīng)在0.5安）*42建議日常管理?xiàng)l例：1.水位計(jì)應(yīng)有專人負(fù)責(zé)2.嚴(yán)格遵守說(shuō)明書所規(guī)定水位計(jì)操作規(guī)程3.嚴(yán)禁隨意修改參數(shù)，確實(shí)需要改動(dòng)時(shí)，應(yīng)請(qǐng)示水位計(jì)負(fù)責(zé)人。4.不定期察看接收機(jī)電源指示燈，確保交流直流指示燈均正常5.定期清除固態(tài)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)6.有故障時(shí)作好故障現(xiàn)象紀(jì)錄，以反饋廠家7.更換打印紙、色帶時(shí)應(yīng)輕取、輕放，以免打印機(jī)電路板與機(jī)箱接觸。必要時(shí)可先關(guān)掉電源8.嚴(yán)禁私自打開機(jī)箱9.當(dāng)交流電源停電超過(guò)3天時(shí)應(yīng)關(guān)掉接收機(jī)電源，以保護(hù)直流電瓶10.有故障時(shí)可致電（0371）Email:*434、接收處理機(jī)操作*445、后處理軟件數(shù)據(jù)流程計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)統(tǒng)計(jì)分析整編串行通信通信系統(tǒng)有線/無(wú)線

河南黃河水文科技有限公司開發(fā)了配套的遙測(cè)水位數(shù)據(jù)整編處理軟件，該軟件可以分析處理實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)、人工摘補(bǔ)水位、摘錄水位過(guò)程,制作、打印水位日?qǐng)?bào)表、月報(bào)表、年報(bào)表，繪制洪水過(guò)程線。野外測(cè)量端機(jī)采集數(shù)據(jù)室內(nèi)數(shù)據(jù)接收處理機(jī)存儲(chǔ)*45*46*475、故障分析故障現(xiàn)象最可能原因不打印前端機(jī)參數(shù)改變電源欠壓，電臺(tái)發(fā)不出接收電臺(tái)或天線損壞區(qū)號(hào)及站號(hào)設(shè)置顯示0000.03溫度傳感器故障線太長(zhǎng)顯示0000.05探頭不水平探頭正下方不平，邊坡電池欠壓主板需要調(diào)整顯示器黑屏接收機(jī)電源故障*48故障現(xiàn)象最可能原因數(shù)據(jù)誤差大前端機(jī)參數(shù)需要調(diào)整時(shí)鐘停止接收機(jī)主板時(shí)鐘芯片壞計(jì)算機(jī)收不到計(jì)算機(jī)串口計(jì)算機(jī)軟件版本晚上收不到數(shù)據(jù)太陽(yáng)能板損壞電池容量下降數(shù)據(jù)誤差大前端機(jī)參數(shù)需要調(diào)整出現(xiàn)大水位傳感器拖尾*49不打印可能原因：

沒有收到測(cè)量前端機(jī)數(shù)據(jù)，打印間隔設(shè)置不合理，電源欠壓，

打印機(jī)連線脫落，打印機(jī)損壞。檢查步驟：日期不打印

A、交流電有否（或欠壓）B、打印機(jī)部件故障打印日期水位數(shù)據(jù)不變：A、前端機(jī)無(wú)數(shù)據(jù)，或發(fā)射電臺(tái)壞。B、接收電臺(tái)壞。少打?。篈、前端機(jī)欠壓或工作不正常B、接收機(jī)欠壓或打印機(jī)工作不正常處理步驟：檢查打印間隔設(shè)置是否合理。查詢歷史水位，觀察是否接收到測(cè)量前端機(jī)數(shù)據(jù)。按無(wú)線數(shù)據(jù)接收機(jī)前面板上復(fù)位鍵，觀察打印機(jī)面板上SEL燈亮否，如果亮，手動(dòng)打印當(dāng)前水位；如果不打印，先把存儲(chǔ)水位傳至計(jì)算機(jī)，然后關(guān)掉儀器2分鐘后再打開重試，如果仍不打印，打開機(jī)箱上蓋觀察與打印機(jī)連接線，插座有無(wú)斷開松動(dòng)，否則送檢。*50不打印舉例如龍門站98年新裝水位計(jì)時(shí)，因接收機(jī)的時(shí)鐘不工作，所以打印時(shí)水位數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)在變化，而時(shí)間不會(huì)變化。如2000年壺口華縣、三門峽接收機(jī)的電源插座停電，而接收機(jī)當(dāng)時(shí)用的是蓄電池的電，能夠正常工作，開始先是打印機(jī)不打印，顯示是正常的，后來(lái)因蓄電池?zé)o電，就收不到前端機(jī)的數(shù)據(jù)信號(hào)。2000年華縣站前端機(jī)工作不正常，它工作一會(huì)后會(huì)自動(dòng)停止工作，所以接收不到當(dāng)前的水位數(shù)據(jù)信號(hào)，而打印的是停止工作前的水位，但時(shí)間是當(dāng)前時(shí)間，所以就產(chǎn)生了水位計(jì)的水位和觀測(cè)水位不一致。*51打印混亂可能原因：固態(tài)存儲(chǔ)溢出，或信號(hào)干擾。處理步驟：手動(dòng)清零或關(guān)機(jī)2分鐘后再開機(jī)，或解決干擾問(wèn)題。打印混亂舉例：如河津站開始使用水位計(jì)時(shí)，因清除固態(tài)存儲(chǔ)的方法和別的站清除方法不同，出現(xiàn)了打印混亂經(jīng)改變清除方法工作正常。如河津站的水位有干擾，也造成了打印混亂，經(jīng)分析改變，但打印仍然是兩個(gè)站號(hào)的水位，經(jīng)改造軟件，解決了問(wèn)題。*52顯示000.03可能原因：測(cè)量前端機(jī)溫度測(cè)量故障。處理步驟：

觀察溫度傳感器插頭是否與測(cè)量前端機(jī)接好。

更換溫度傳感器

*53顯示000.05可能原因：收不到回波。檢查步驟：A、有回波但無(wú)效：a、幅度不夠：超量程

反射面

增益不夠

電壓低

b、寬度不夠：B、無(wú)回波：a、連線故障：插座、插頭、內(nèi)部斷開b、電源<9V處理步驟：

在超聲傳感器下等待6分鐘，聽是否有發(fā)射聲，15次是電路板或電源故障，20次左右是正確的。

看探頭下方平整否，估計(jì)探頭到水面的距離是否超量程。

檢查前端機(jī)連線。

打到維修狀態(tài)，測(cè)量時(shí)手捏變壓器，看是否感覺。

測(cè)量電壓，如果蓄電池高于9v是正常的，如果低于9v應(yīng)充電和檢查太陽(yáng)能板及充電回路。

*54收不到水位數(shù)據(jù)檢查步驟：A、接收機(jī)：a、連線。b、電源。c、電臺(tái)：紅燈：接收時(shí)亮否；綠燈：電源。B、前端機(jī)：a、不定時(shí)測(cè)量：時(shí)間間隔接觸不好；狀態(tài)開關(guān)接觸不好。