BZ-JH2004 激光水位計
一、用途
BZ-JH2004型激光水位/閘位儀，是一種新型的非接觸式測量儀器。采用了于同類的激光測距原理。進口機芯保證了測量精度的長期穩(wěn)定性。
激光水位/閘位儀直接固定在閘門頂部的上方，不需要保護管。測量時，儀器發(fā)射一束紅色激光照射到被測物體表面，儀器測出數(shù)值后通過EIA-485接口輸出。
測量水位時，只需要垂直或傾斜安裝一根激光束保護管即可，解決了建造標準豎井的困難以及經(jīng)費等問題。
二、設備功能特點
技術特點：
1、精度高，測量精度及長期穩(wěn)定度高；
2、安裝簡，結(jié)構(gòu)緊湊，設計合理，的垂直或傾斜測量方式；
3、適應性，環(huán)境溫度、工作電壓檢測和電源管理；
4、通用的標準MODBUS半雙工協(xié)議輸出接口；
5、作為傳感器使用，地址1-254可以設置，可方便多傳感器組網(wǎng)；
6、現(xiàn)場布線簡單及信號傳遞距離遠；
7、測值超過上下 ，現(xiàn)場輸出報警信號（須訂貨說明）。
8、抗干擾、抗錯碼能力強，完善的安全措施。
性能指標：
序號 | 項目 | 指標 |
1 | 測量距離 | ～70m；～200m |
2 | 激光類型 | 635納米 二級安全 激光光斑為 寬1mm長3mm |
3 | 測量精度 | ±3mm |
4 | 測量頻率 | 測量速度快， 8秒返回正常數(shù)據(jù) |
5 | 通信接口 | 標準MODBUS 485協(xié)議 |
6 | 地址范圍 | 1～254 |
7 | 工作電壓 | DC12V，210mA |
8 | 值守功耗 | 485值守,不測量，不顯示時小于2mA |
9 | 工作環(huán)境 | 工作：–10～+50℃；存放：–30～+70℃；濕度：95%RH |
10 | 外形尺寸 | Φ100×170mm |
11 | 保護等級 | –10～+50℃；濕度：≤98%RH（40℃） |
三、安裝調(diào)試
安裝
1、保護管與激光水位/閘位儀的接口處不要密封，留水蒸汽的通道！
2、眼睛直視激光束是很危險的！?。?/p>
3、激光水位/閘位儀的形狀見圖1。
.1 安裝土建工作
激光的特點是測距大，可傾斜安裝，適合在無豎井的水庫使用，但要求激光保護管為直線，土建工藝是比較講究的。
激光保護管內(nèi)徑為大于100mm的PVC管，壁厚大于3mm。安裝為直線，因此，在PVC管下方制作基礎，基礎上埋設可調(diào)節(jié)高低抱箍，見圖2。
.2 激光水位/閘位儀的固定
將激光水位/閘位儀用法蘭固定在已建好的激光束保護管上，先通過調(diào)節(jié)管蓋使激光束處在中心位置，發(fā)射激光，再微調(diào)法蘭上的調(diào)平螺絲使激光束打在保護管另一端的中心位置后，擰緊螺絲，固定好激光水位/閘位儀。
.3 接線
激光水位/閘位儀輸出接口線為5根，兩根電源線：紅（+12V）、黑（地），兩根485信號線：黃（485A）、藍（485B），1根控制電源輸出線：+12V，報警信號未接出。
采集儀到激光傳感器的電纜一般用4×5mm的屏蔽電纜，激光水位/閘位儀通電后，閃爍指示燈亮后發(fā)射激光，此時紅黑線電源正、負兩端電壓應不低于9V（發(fā)射激光時測量，正常情況為12V），否則激光水位/閘位儀停止發(fā)射激光！如果電源線較長，導線壓降大，可以換用的電纜，減少導線壓降。
485輸出為數(shù)字量，按標準Modbus輸出協(xié)議。
.4 檢查及校準
在測量輸出信息為距離時，終端顯示器上看到的測量值應大于等于保護管水面以上到傳感器的直線距離，如果數(shù)值偏小并不隨水位的變化而變化，說明激光束打在管內(nèi)障礙物或管壁上?？梢酝ㄟ^調(diào)節(jié)激光水位計上的調(diào)平螺絲使激光束與保護管平行。如果顯示的數(shù)值為5535，可能是激光沒有打到水面的反射板而打到了水里，或打在管壁上，或距離太遠，反射信號微弱。
加電后6位數(shù)碼管是不亮的，循環(huán)按下數(shù)據(jù)鍵將依次顯示：
操作順序 | 功能意義 | 取值范圍 | modbus |
1 | 測量結(jié)果 | ～70米、～70米 | 0 只讀 |
2 | 485機器地址 | 1～255 | 1 只讀 |
3 | 波 特 率 | 默認9600 | |
4 | 數(shù)碼管熄滅 |
維護
.1 參數(shù)設置
多臺JH2004型激光水位/閘位儀組網(wǎng)測量時，每臺JH2004型激光水位/閘位儀應當設置成不同的地址。具體為，旋開激光水位/閘位儀頂蓋，按住【右移】鍵加電進入?yún)?shù)設置狀態(tài)，按【數(shù)據(jù)】鍵，將前兩位功能代碼數(shù)字改到5，按【右移】鍵，再按【數(shù)據(jù)】鍵，將地址修改到設置值。地址的調(diào)整范圍為0-255，每臺JH2004型激光水位/閘位儀的地址不能重復！即 多可以有255臺JH2004型激光水位/閘位儀在同一條網(wǎng)線上工作。
激光水位/閘位儀上電前，按住“右移”鍵，再給激光水位/閘位儀上電，此時進入到參數(shù)設置狀態(tài)，可按“數(shù)據(jù)”鍵選擇要修改的選項，“右移”鍵選擇需要修改的位置，當參數(shù)修改完成后，長按“右移”鍵，看到小數(shù)點向右循環(huán)移動，同時按下“數(shù)據(jù)”鍵保存修改并退出運行。每個參數(shù)的修改由6位七段數(shù)碼管組成，前兩位為功能代碼，后四位為具體顯示內(nèi)容，具體含義如下：
功能代碼 | 功能意義 | 缺省值 | 取值范圍 |
0 | 本機地址 | 1 | 1～255 |
1 | 報警上限 | 2000 | 0～2000分米 |
2 | 報警下限 | 0 | 0～2000分米 |
3 | 4MA距離 | 0 | 0～4095 |
4 | 20MA距離 | 2000 | 0～4095 |
5 | 采樣間隔 | 0（加電常量） | 0～9999秒 |
6 | 輸出單位 | 1 | 0毫米，1厘米 |
7 | 波 特 率 | 2（9600） | 0～4默認2-9600 |
8 | 輸出信息 | 0 | 0物位，1距離 |
9 | 測距 | 2000 | 700分米、2000分米 |
10 | 4MA校準值 | 0～4095 | |
11 | 20MA校準值 | 0～4095 | |
12 | 出廠設置口令 | 3333 |
本機地址：是指本傳感器通過RS485組成網(wǎng)絡后本儀器在網(wǎng)絡中的地址編號，缺省值設為1，也可以根據(jù)需要設置成其它的值。
報警上限：當測量數(shù)據(jù)大于等于此值時，在報警信號線上輸出電源電壓。
報警下限：當測量數(shù)據(jù)小于等于此值時，在報警信號線上輸出電源電壓。
4MA距離：保留未用。
20MA距離：保留未用。
采樣間隔：當此值為0時，本儀器工作在一直測量模式，使用MODBUS-RTU協(xié)議的03、命令讀。當此值不為0時，本儀器485值守根據(jù)采樣間隔參數(shù)進行間歇測量模式，控制采樣的頻度，可大大延長激光器的使用壽命。
輸出單位：指的是測量數(shù)據(jù)的分辨率，可選擇毫米和厘米兩種輸出單位。當數(shù)值大于時，MODBUS485協(xié)議03命令的數(shù)據(jù)段將有4字節(jié)，當數(shù)值不大于時，MODBUS485協(xié)議03命令的數(shù)據(jù)段只有2字節(jié)。
波特率：出廠設置為9600bit/s，9600,n,8,1。用戶可依據(jù)通信需要設置不同的波特率。波特率2400，4800，9600，14400，19200分別用數(shù)字0，1，2，3，4表示。
輸出信息：可選擇物位(水位)或距離，距離為傳感器到被測物理表面的直線距離；水位為激光水位/閘位儀的“測距”減去測量距離后的數(shù)值。
4MA校準值：保留未用。
20MA校準值：保留未用。
出廠設置口令：當把此值設為3333時，退出保存時將所有參數(shù)按出廠默認值保存。
.2儀器維護
1、同對待眼鏡、照相機、望遠鏡一樣保養(yǎng)激光上的光學鏡片。定期吹掉鏡子頭上的灰塵，防止灰塵影響測量。
2、不要用手摸鏡頭，只能用軟布擦拭儀器，如果必要可蘸一些純酒精。不要用其它的清潔藥劑，不然會損壞儀器上的塑料部分。用水、濕布或海綿擦去污垢。
水位激光測量原理
3.水位垂直測量
把激光水位/閘位儀固定好并和采集終端連接后，用激光水位/閘位儀測量三次激光基準面到水面的距離，取平均值L，再從附近水尺上讀出當前水位值W，那么激光水位/閘位儀安裝位置基準面的海拔高程為J=L+W。以后，水位值W=J—L，即水位等于激光測量基準值減去激光測量值。見圖3。
3.水位傾斜測量
把激光水位/閘位儀固定好并和終端連接后，用激光水位/閘位儀測量三次激光基準面到水面的距離，取平均值L，測出保護管與水平面的夾角?激光基準面離水面垂直距離H=L*Sinβ,再從附近水尺上讀出當前水位值W，那么激光測量基準面的海拔高程為J=H+W。以后，水位值W=J－H=J－L*Sinβ，即水位等于激光測量基準值減去激光測量值乘以夾角的正弦值。見圖4。
四、通信協(xié)議
MODBUS協(xié)議
接口設置：1位起始，1位停止，8位數(shù)據(jù)位 無奇偶位 波特率可設置
主機（遙測終端）向從機（激光水位計）發(fā)送讀數(shù)據(jù)指令
棧號 | 功能碼 03 | 寄存器地 址高8位 | 寄存器地 址低8位 | 數(shù)據(jù) 高8位 | 數(shù)據(jù) 低8位 | CRC 低8位 | CRC 高8位 |
備注：數(shù)據(jù)長度應以字節(jié)為單位
從機（激光水位計）向主機（遙測終端）發(fā)送數(shù)據(jù)
棧號 | 功能碼 03 | 數(shù)據(jù) 長度 | 數(shù)據(jù) 高8位 | 數(shù)據(jù) 低8位 |
| CRC 低8位 | CRC 高8位 |
舉例：主機發(fā)送指令(16進制)：01 03 00 00 00 01 84 0A；
從機返回2個字節(jié)數(shù)據(jù)：01 03 02 00 F0 B8 00
水位數(shù)據(jù)地址為01，03功能碼，02表示返回的數(shù)據(jù)是2個十六進制：00 F0，轉(zhuǎn)成十進制為：240，表示米（輸出單位為cm），或4米（輸出單位為mm）。
當測量數(shù)據(jù)大于65535時，不能用兩個字節(jié)表示，需要用4個字節(jié)：
從機返回4個字節(jié)數(shù)據(jù)：01 03 04 00 01 BF 87 9B A1
水位數(shù)據(jù)地址為01，03功能碼，04表示返回的數(shù)據(jù)是4個十六進制：00 01 BF 87，轉(zhuǎn)成十進制為：114567，表示米（輸出單位mm）。
五、設備成套性
1、激光主機 1臺
2、調(diào)平法蘭 1只
3、固定法蘭 1只
4、反射浮體 1只
