細(xì)井水位計工作原理

為了克服投入式壓力傳感器在大壩測壓管中穩(wěn)定性差、壽命短的弊病，根據(jù)用戶的需求，我單位研制了全數(shù)字化的WY型大壩測壓監(jiān)控系統(tǒng)，該系統(tǒng)由WFX-D型大壩測壓水位傳感器、RS485通信接口、測控計算機(jī)等組成。

該系統(tǒng)的工作原理是:WFX-D型傳感器以直徑Φ30mm或Φ45mm的微型浮子感測測壓管的水位變化;力矩自動平衡裝置自動釋放或提升測纜帶動測輪驅(qū)動編碼器旋轉(zhuǎn)，輸出對水位變化對應(yīng)的全量型格雷碼電信號。

WFX-D型傳感器的核心部件是旋轉(zhuǎn)編碼器。編碼器的輸出碼為格雷碼(一種有糾錯功能的格雷碼)，它可以通過標(biāo)準(zhǔn)譯碼程序轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制碼。傳感器的測量纜為Φ0.5mm的包敷尼龍?zhí)椎牟讳P鋼索，可以在潮濕環(huán)境中長期工作。

水位傳感器的力矩自動平衡裝置是由貯線輪、卷揚(yáng)軸、重鐘、重鐘懸吊鋼纜、滑輪組等組成。力矩平衡裝置的作用是產(chǎn)生一個自動平衡力拉直測量纜，并使浮子工作在正常吃水深度上。當(dāng)測壓管中的水位發(fā)生變化，浮子即可通過測量纜將這一微小變力傳遞給力矩平衡裝置并驅(qū)動編碼器測輪轉(zhuǎn)動，輸出與水位變化量相對應(yīng)的編碼數(shù)據(jù)。

本類型傳感器可選裝三種不同的輸出方式與計算機(jī)聯(lián)接使用:

(1)并聯(lián)總線方式:傳感器通過14-16芯屏蔽電纜分別與計算機(jī)聯(lián)接;

(2)RS485串行總線聯(lián)接方式:多個傳感器通過一對屏蔽雙絞線與計算機(jī)聯(lián)接。

(3)采用模擬量4-20mA信號與計算機(jī)聯(lián)接。

WY型大壩測壓計算機(jī)監(jiān)測系統(tǒng)是最經(jīng)濟(jì)、可靠的測壓監(jiān)測系統(tǒng)。它可以利用大壩現(xiàn)有的測壓管及

原有計算機(jī)，只須配置WFX-D型傳感器及相應(yīng)軟件即可實(shí)現(xiàn)組網(wǎng)監(jiān)測。在大壩測壓管彎曲變形較大的情況下，如果無法投放浮子時，也可以采用投入式水位傳感器測量該點(diǎn)測壓管水位值，通過系統(tǒng)模擬量接入口接入本系統(tǒng)。

為了克服冬季大壩測壓管井口噴出的霧狀潮濕氣體通過儀器過線孔隙進(jìn)入儀器內(nèi)部，致使貯線輪和測輪結(jié)冰或凝結(jié)冰堵塞過線孔。本儀器可加裝風(fēng)幕機(jī)。風(fēng)幕機(jī)吹出的干燥空氣可將儀器與潮濕氣體隔離，保護(hù)儀器。每個風(fēng)幕機(jī)的工作電壓為DC12V，工作電流≤0.1A。風(fēng)幕機(jī)另使用一條專用線供電。

1.0cm、0.5cm二種可選。

傳感器為浮子和絕對值型旋轉(zhuǎn)編碼器，所測數(shù)據(jù)只與測壓管的水位變化有關(guān)，無溫度、零點(diǎn)漂移。

在一條屏蔽雙絞線上，可以連接32個或更多個具有RS485通信接口的大壩測壓傳感器、閘位傳感器或庫水位傳感器，組成多點(diǎn)、多參數(shù)監(jiān)測、監(jiān)控系統(tǒng)。

傳感器加上通信接口、通信電纜的總成本低于其它系統(tǒng)，可靠性及使用壽命(光電傳感器的壽命達(dá)10萬小時)高于其它系統(tǒng)，其綜合性能價格比最優(yōu)。

3.1 傳感器技術(shù)參數(shù)

水位(壓力)變幅:0-10m、0-20m

浮子直徑:Φ3cm;Φ4.5cm;

測壓管直徑:Φ5cm-Φ10cm;

分辨力:1cm、0.5cm;

測量準(zhǔn)確度:±2cm或0.2%×F·S

輸出碼:格雷碼10~15bit;

輸出形式:觸點(diǎn)開關(guān)(機(jī)械編碼器)或OC門(光電編碼器);

電源電壓:12V/24VDC;

MTBF:≥16000小時;

環(huán)境溫度:-10℃-80℃(工業(yè)級:-25℃-85℃);

環(huán)境濕度:95%/40℃;

尺寸:255×150×285(10m量程);

重量:6.4Kg。

3.2 RS485通信接口(選裝)

傳輸速率:2400-19.2Kbps;

傳輸距離:1220mm。

3.3 4-20mA電流環(huán)模塊(選裝)