1用途

M38Y1型磁致式量水堰计适用于长期测量河流、湖泊、水库、坝体等堰槽的水位，是监测水位及流量变化的有效监测设备。量水堰计采用磁致伸缩液位计作为传感器进行测量，具有分辨率高、稳定性好、性能可靠、响应速度快，工作寿命长等优点。

磁致式量水堰计主要功能有线性测量，绝对位置输出，非接触式连续测量，永不磨损，传感器不用标定及定期维护，输出信号多种选择(RS485、电压、电流)，安装简单方便。

2规格及主要技术参数

3结构及工作原理

3.1结构

M38Y1 型磁致式量水堰计由防污管、上端盖、磁致伸缩液位传感器、水平泡、观测电缆等组成。

3.2工作原理

磁致伸缩液位传感器主要由测杆、电子仓和套在测杆上的非接触磁浮球组成。测杆内装有磁致伸缩线(波导丝)，测杆由不导磁的不锈钢管制成。测量时电子仓发出起始脉冲，起始脉冲在波导丝中传输，产生沿波导丝方向的旋转磁场，当这个磁场与浮球中的永久磁场相遇时，产生磁致伸缩效应，使波导丝发生扭动，这一扭动被电子拾能机构所感知并转换成相应的电流脉冲，测量电路计算出两个脉冲之间的时间差，即可精确地测出被测液位值。

4计算

4.1堰槽中的水位变化量△L与量水堰计的测量值F具有线性关系

计算公式为：

△L= K×(F- F0)

式中：△L-堰槽中的水位变化量，单位为mm,

F-量水堰计的实时测量值, 单位为F,

F0-量水堰计的基准值, 单位为F,

K-量水堰计传感器系数，单位为mm/F,

4.2当量水堰计水位测量值△L为正值时表示堰槽水位相对基准值升高。

4.3 当量水堰仪水位测量值△L为负值时表示堰槽水位相对基准值降低。

(图1)磁致伸缩式量水堰计结构图

4.4 在正常工作范围内温度的变化对传感器测值影响甚小，经试验测得其温度修正系数小于最小读数，实际使用中不需要温度修正。量水堰计具有智能识别功能，输出信号为RS485数字量,直接显示工程物理量。

5仪器的安装

5.1检查

量水堰计安装之前应在现场对磁致伸缩液位传感器、浮子等组件进行检查，确保仪器完好才能安装。

5.2槽式安装法

量水堰计应安装在堰板的上游≥100cm处,在堰槽的侧壁做一内凹槽，在底部开一个安装洞，安装洞的直径应大于￠15cm的孔，低于水面深为10cm(尺寸见图 2 所示)。在安装洞中插入防污管，查看上端盖上的水平泡调整防污管的垂直度，管四周用水泥砂浆固结，防止砂浆进入防污管。在防污管四周填入清洁细碎石，直至将凹槽填满。

流量计算公式：

a) 直角三角堰流量计算公式：

Q =1.4× h5/2

式中：Q—流量，单位为m3/s；

H—堰上水头，单位为m。

b) 矩形堰流量计算公式：

Q = m×b×sqrt(2g)×h3/2

m =(0.402+0.054×(h/p))

式中：Q—流量，单位为m3/s；

b—堰宽，单位为m;

h—堰上水头，单位为m；

p—堰顶板至堰顶距离，单位为m。

c)梯形流量计算公式：

Q=1.86bh3/2

式中:Q—流量，单位为m3/s；

b—堰底宽，单位为m;

h—堰上水头，单位为m。

5.3仪器组装

将量水堰计防污管固定在安装洞中后,打开磁致伸缩传感器的外包装取出传感器和浮子，将储液筒上端盖旋下，再将磁致伸缩液位传感器测杆上的定位锁紧环卸下，取下浮子，测杆插入储液筒上端盖M18×1.5 螺纹孔中旋紧，再将取下的浮子按原方向复位(有CN标记的半球在液面之上)，锁紧环复位(固定在距测杆端头约19mm 处即可。最后将装好传感器的储液筒上端盖旋紧。

5.3.1注意事项：

安装和搬运过程中不可使测杆弯曲，切勿使传感器的电子仓和测杆承受大的冲击。止位环取下时记住其在测杆上的位置以便复位时回至原位。

安装时传感器装入防污管时浮子应放在止位环处，不得由高处向低处自由落下，另外禁止浮子在测杆两头来回快速运动撞击止位环，避免浮子由于撞击而损坏。

5.4接线方法

量水堰计的观测电缆线必须避开交流电源线、射频信号源和其它有干扰的地方。电缆的屏蔽线必须完好无断线，防雷地线应接到接地网上。

5.5选取基准值

量水堰计的测量值为实时测量值相对于基准值的变化量，所以基准值选取的准确与否，将直接影响到测值的准确性。

选取相同时间、稳定气温的3 次相近的读数，经平均后做为基准值，量水堰计安装在混凝土中应选取水化热过后的测值。基准值选定后应做好记录，作为计算的基准值。

为使基准值取的更准确，可将以上操作重复进行两次，如果两次测值基本相同(误差≤ 0.5％F.S)，则证明基准值取值正确。

量水堰计的测量值出现偏差时，可用以上方法重新校准基准值。

6 传感器故障排除

6.1如果传感器测量出现故障，可以从以下几个方面排查：

a) 检查量水堰计和读数仪的测量线连接是否正确；

b) 检查电缆是否有破损和断裂；

c) 检查电缆接头连接是否正常,如电缆接头、接线端子等。

6.2如果观测数据不稳定，可以从以下几个方面排查：

a) 将屏蔽线并接到读数仪测量线的黑线夹子上；

b) 可能电缆接头处进水，将其剪掉，重新连接；

c) 安装部件松动或量水堰计倾斜比较大；

d) 检查储液筒内是否有杂物；

e) 检查浮球上下移动是否正常；

f) 如果测量数据随时间的变化产生误差，检查浮球上是否被钙化物或青苔包裹；

g) 检查附近是否有干扰源，如电动机、发电机、天线或交流动力电缆，远离上述干扰源。按以上步骤如不能排除故障，请联系厂家咨询。

7 注意事项

量水堰计安装就位前、后应及时测量读数，根据仪器编号和设计编号作好记录并存档，特别注意保护仪器的信号引出电缆。

8验收与保管

用户开箱验收仪器，应先检查仪器的数量(包括附件)及出厂检验合格证等是否与装箱清单相符。开箱后每支仪器应先用 100V 兆欧表量测电路与密封壳体之间的绝缘电阻，其测值应满足绝缘电阻规定要求。验收时每支仪器应用读数仪测量，检查仪器是否正常。仪器应保管在干燥、通风的房间中。

9 附言

型量水堰计自出厂之日起壹年内，如出现故障或性能低于技术条件要求且系属产品质量问题，本公司负责免费维修或更换(若因现场防雷系统不完善遭遇强雷电等不可抗力所造成的损坏不在其例）。

4量水堰计系统标准结构图

量水堰计在建造堰槽时，在堰槽侧壁距堰板上游大于1 米处设置一量水堰计安装孔(槽)，将量水堰计放入孔(槽)中间，孔(槽)与量水堰计之间空隙填满砾石或耝砂。此方法的特点：量水堰计不易受自然环境破坏力的损伤，不易因水质不好影响测量精度等。

5 量水堰计观测电缆芯线定义

红----电源正极

黑----电源负极

白----485A

绿----485B

屏蔽线-----地线

10传感器ModBus通讯协议

1．传输方式：RTU模式

通讯参数：波特率9600bps；

数据帧：1个起始位、8位数据、无奇偶校验、1个停止位

2．查询地址：

上位机发送代码：00  03  00  DE  00  00  24  21

                                       CRC16校验码

传感器返回代码：00  03  00  DE  00  01  E5  E1

                                       CRC16校验码

00——是广播指令

3．设置地址：

上位机发送代码：00  06  00  DE  00  01  29  E1

传感器返回代码：00  06  00  DE  00  01  29  E1

4．查询液位：

上位机发送代码：01  03  00  04   00  02   85  CA

传感器返回代码：01 03   04    12 E6   2E 00   03 1C

                      数据长度      整数部分   小数部分     CRC16校验码   

5．计算位移量:

每个位移量占四个字节，第一、二个字节为位移整数部分，第三、四个字节为位移小数部分

数据举例： 01 03 04 12 E6 2E 00  03 1C

12 E6 . 2E 00 -------- 位移数据                     

整数    小数

计算方法：12E62E00  即:12E6.2E00  转换为:  4838.180 (mm)

整数部分12E6H=4838；

小数部分2E00H/FFFFH=11776/65535=0.180

结果为：12E6.2E00=4838+0.18=4838.180 (mm)

6．设置编号（8个ASCII码）：

上位机发送代码：01  1B   59 53 30 39 31 35 30 35       6A  71

           地址          编号：8个ASCII码组成(YS071303)       CRC16校验码

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

    例：编号：YS0913505

十六进制ASCII码： 59 53 30 39 31 35 30 35

              分别表示：  Y  S  0  9  1  5  0  5  

7．读取编号：

上位机发送代码：00  2B  00  09  00  04   F5  DC

                                         CRC16校验码

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

地址         编号：8个ASCII码组成(YS071303)          CRC16校验码

十六进制ASCII码： 59 53 30 39 31 35 30 35

表示编号为：YS 07 13 03