QN-FS40型数字水位计

QN-FS40型数字式水位计使用说明书

1 概述

1.1  本仪器按照国家标准GB/T11828.1-2002《水文测量仪器第十部分  浮子式水位计》要求设计、制造。仪器在水位变率大、波涌严重的环境下，具有良好的测量精度和工作稳定性，特别适合于水文站、水库站、闸坝站、遥测站、水电站、潮位站使用。

1.2  本仪器由值编码型水位编码器、水位轮显示器、浮子、悬索、平衡锤、通信接口等部分组成，是独立的水位观测测量仪器，又可以与电显示器、闸门开度仪、闸门启闭机控制系统连接，共同组成计算机显示、控制系统（如船闸、水电站、抽水蓄能电站、农业灌溉系统，给排水系统等）；配置RS485通信接口的水位仪，可直接与通信机、计算机联网组成水文自动测报系统，可广泛用于装备各种类型的水位测站。

1.3  仪器采用国家新型防波涌技术设计、制造，在波涌环境下，能有效防止测缆与测轮之间打滑，使仪器稳定、可靠地工作。仪器具有断电记忆功能、抗强电磁干扰，无温度、零点漂移。

1.4  本仪器适合于内径≥25厘米的细井和一般测井使用。

2 工作原理

2.1  本仪器由浮子、悬索、平衡锤、水位轮、水位编码器、显示器、滚动压轮组件、输出插座等部分构成。

 工作原理

仪器以浮子感测水位变化，工作状态下，浮子、平衡锤与悬索连接牢固，悬索悬挂在水位轮的“V”形槽中。平衡锤起拉紧悬索和平衡作用，调整浮子的配重可以使浮子工作于正常吃水线上。在水位不变的情况下，浮子与平衡锤两边的力是平衡的。当水位上升时，浮子产生向上浮力，使平衡锤拉动悬索带动水位轮作顺时针方向旋转，水位编码器的显示读数增加；水位下降时，则浮子下沉，并拉动悬索带动水位轮逆时针方向旋转，水位编码器的显示器读数减小。

本仪器的水位轮测量圆周长为32厘米，且水位轮与编码器为同轴联接，水位轮每转一圈，编码器也转一圈，输出对应的32组数字编码。当水位上升或下降，编码器的轴就旋转一定的角度，编码器同步输出一组对应的数字编码（二进制循环码，又称格雷码）。不同量程的仪器使用不同长度的悬索能够输出1024至4096组不同的编码，可以用于测量10至40米水位变幅。

通过与仪器插座相联接的多芯电缆线可将编码信号传输给观察室内的电显示器或计算机，用作观测、记录或进行数据处理；安装有RS485数字通信接口（或4-20mA）的水位计，可以直接与通信机、计算机或相应仪表相联接，组成为水文自动测报系统。

仪器的内置式RS485数字通信接口（选装），具备选址、选通功能，能以二线制方式远距离传输信息，在一对双绞线信号线上可以驱动或接收多台水位（或闸位）传感器，实现遥测组网。

3  技术参数

3.1  基本参数

测量范围：0-40m；

水位变率：60cm/min

分辨力：1cm

测量准确度：≤±2cm（10m量程）；超过10m时，≤±(2cm± 0.2%F·S)

显示器：十进制机械计数器

3.2  机械参数

水位轮工作周长：32cm

测量缆：Φ1mm不锈钢缆

浮子直径：15cm、10cm可选

3.3  输出形式

格雷码输出：10-12位

3.4  通信接口（选装）

RS485接口：MODBUS协议或其它

           电流:<18mA  典型值：14mA

4～20mA模拟量信号输出

3.5  使用环境

环境温度：-25℃～85℃

相对湿度；<90%(40℃)

尺寸：132×132×115

电源电压：12～24VDC

3.6  电显示器（选配）

4  仪器安装和对水位

本系列仪器采用小直径浮子，可选用小直径管材建造测井。

4.1  仪器室    

要求：通风、隔热、防雨，建于测井（悬井）上方。

安装水位仪的平台高度约80厘米，平台水平安置，倾斜度应小于5度。

4.3 测井    

测井可以建于岸边或沿水工建筑物倚墙建造，也可以建于水面（必须建造坚固支架和人行桥）。要求测井管材为钢管或混凝土预应力管，内径可为Φ250mm。测井垂直度偏差：用铅坠测量，在低水位处偏差应小于1厘米。

水位量程大，施工条件较差的场合可适当加大测井直径，並切实保障在全量程内浮子、平衡锤与管壁保持一定距离。

4.3  进水管

4.3.1  进水管直径：内径应不小于测井直径的1/10，否则易产生测井内水位滞后；亦不应大于测井直径的1/5，以减少风浪及行船波涌使测井水位产生强烈的波动，造成仪器频繁抖动。正常情况下，进水管内径可选择为20至40毫米为宜。

4.3.2  设立在岸上的测井，进水管应低于水位以下15厘米，並保持一定的倾斜，以便于冲淤。

4.3.3  在进水口处应设置保护桩、浮标、拦污网等。

4.3.4  测井中的淤积泥沙应定期清理。

4.4  仪器安装和“对水位”

4.4.1  以测井圆周中心作为基本参考点，照图2所示尺寸在工作木平台上，打浮子过线孔（Φ10mm）和平衡锤过线孔（Φ10mm）。

4.4.2  将仪器底板按图2所示位置用4个M4×20木螺钉固定在工作平台上。

使浮子、平衡锤与测井内壁保持一定距离。

4.4.3  将Φ1mm不锈钢悬索的一头从工作平台上方穿过平衡锤过线孔。

4.4.4  按照图3的方法要求将平衡锤与悬索固定、锁紧，然后将平衡锤慢慢沉放至井底。

4.4.5  将悬索的另一端绕于水位轮的“V”型槽中，并预留长1.2米，剪断。

4.4.6  将悬索穿过浮子过线孔，並按图3的方法将悬索与浮子悬吊帽固定、并在悬吊帽中塞入橡胶垫，然后将悬吊帽、外配重体与浮子拧紧。

4.4.7  将浮子慢慢沉放入测井，直至接触水面为止。

4.4.8  检查上述4.4.1至4.4.7步骤，如一切正常，可紧固水位轮的两个紧固螺钉。

4.4.9  对水位：按照图4接线图要求联接和传送电信号，用手指轻轻地将悬索提起，使其稍离开水位轮，然后转动水位轮，使电显示器显示的数字与实际水位值相符，然后再缓慢放下悬索，在现场或在观察室观测水位数字变化，如一切正常，即告仪器安装和“对水位”工作完成。（在实际操作中，也可以观察机械计数器显示数值的方法进行“对水位”，允许机械显示数与电显示数相差一个字。）

5  防波涌装置的安装与调整

对于安装有防波涌装置的水位仪，应注意在悬挂悬索之前检查滚动压轮是否与水位轮工作在同一个工作平面上，以及两轮之间的间隙是否适当（正常情况下，滚动压轮与水位轮V型槽的底部之间的合理间隙约为0.5～0.9mm），如果一切正常即可；如果该间隙大小需要调整，可以轻拨压轮弹簧片，使滚动压轮与水位轮V型槽之间的间隙调整到正确范围之内，然后将悬索从两个滚动压轮槽和水位轮V型槽的中间穿过，并使压轮轻轻压住悬索。仪器即可投入正常工作。如一切正常，即可按照步骤4.4.9进行对水位，仪器即可进入正常的工作状态。

6  故障与检修