1、 JH2004 型 激光水位计 使 用 说 明 书 南京江瀚信息工程有限公司 河海大学水文水利自动化研究所 - 1 - 一、 用途 JH2004 型激光水位 /闸位仪，是一种新型的非接触式测量仪器。采用了领先于同类的激光测距原理。进口机芯保证了测量精度的长期稳定性。 激光水位 /闸位仪直接固定在闸门顶部的上方，不需要保护管。测量时，仪器发射一束红色激光照射到被测物体表面，仪器测出数值后通过 EIA-485 接口输出。 测量水位时，只需要垂直或倾斜安装一 根 直径 100mm 的 激光束保护管即可，解决了建造标准竖井的困难以及经费等问题。 二 、设备 功能特点 技术特点： 1、 精度高， 测量精
2、度及长期稳定度高 ； 2、 安装简，结构紧凑，设计合理， 独特的垂直或倾斜测量方式 ； 3、适应性，环境温度、工作电压检测和电源管理； 4、通用的标准 485MODBUS 数字 输出接口 ； 5、作为传感器使用， 地址 1-255 可以设置， 可 方便 多传感器 组网 ； 6、作为监控设备，连接 GPRS-DTU，定时采集并发送监测信息； 7、 现场布线简单及信号传递距离远 ； 8、 抗干扰、抗错码能力强 ， 完善的安全措施 。 性能指标： 序号 项目 指标 1 测量距离 0.2 70m； 0.2 200m 2 激光类型 635纳米 二级安全 激光光斑为 宽 1mm 长 3mm 3 测量精度
3、2mm 4 测量频率 测量速度快， 8 秒 返回正常数据 5 通信 接口 标准 485 MODBUS 协议 6 地址范围 1 255 7 工作电压 12V， 200mA 8 值守功耗 小于 2mA 9 工作环境 工作： 10 +50；存放： 30 +70；湿度： 95%RH 10 外形尺寸 100 170mm 11 保护等 级 10 +50；湿度： 98%RH（ 40） - 2 - 三 、 安装调试 3.1 安装 1、保护管与激光水位 /闸位仪的接口处不要密封，留水蒸汽的通道！ 2、眼睛直视激光束是很危险的！ 3、 激光水位 /闸位仪 的形状见图 1。 图 1 激光水位计 3.1.1 安装土建
4、工作 激光 的特点是测距大，可倾斜安装，最适合在无竖井 的水库使用，但要求激光保护管为直线，土建工艺是比较讲究的。 激光保护管内径为大于 100mm 的 PVC 管，壁厚大于 3mm。安装为直线，因此，在PVC 管下方 制作基础，基础上埋设可调节 高低 抱箍，见图 2。 - 3 - 图 2 激光保护管安装结构图 3.1.2 激光水位 /闸位仪的固定 将激光水位 /闸位仪用 法兰 固定在已建好的激光束保护管上，先通过 调节管盖使激光束 处在中心位置，发射激光，再微调 法兰上的 调平螺 丝 使激光束打在保护管另一端的中心位置后，拧紧螺丝，固定好激光水位 /闸位仪。 3.1.3 接线 激光水位 /闸
5、位仪 输出接口线为 5 根， 两根电源线： 红（ +12V）、黑（地） ，两 根485 信号线： 黄（ 485A）、蓝（ 485B） ， 1根 控制电源输出线 ： +12V。 采集仪到激光传感器的电缆一般用 4 0.25mm 的屏蔽电缆， 激光水位 /闸位 仪通电后， 闪烁 指示灯亮后发射激光，此时 红黑线 电源正、负两端电压应不低于 9V（发射激光时测量 ，正常情况为 12V），否则激光水位 /闸位仪停止发射激光！ 如果电源线较长，导线压降大， 可以换用 0.5mm 的电缆，减少导线压降 。 485 输出为数字量，按标准 Modbus 输出协议。 3.1.4 检查及校准 在测量 输出信息为距
6、离 时，终端显示器上看到的 测量值 应大于 等于 保护管水面以上 到传感器 的 直线距离 ，如果数值偏小并不随水位的变化而变化，说明激光束打 在 管- 4 - 内障碍物 或管壁 上 。可以通过调节激光水位计上的调平螺丝使激光束与保护管平行。如果 显示的数值为 5535，可能是激光没有打到水面的反射板而打到了水里， 或打在管壁上， 或距离太远，反射信号微弱 。 3.2 维护 3.2.1 参数设置 多台 JH2004 型激光水位 /闸位仪组网测量时，每台 JH2004 型激光水位 /闸位仪应当设置成不同的地址。具体为， 旋开 激光水位 /闸位仪 顶盖 ， 按住【右移】键加电进入参数设置状态 ， 按
7、【数据】键，将前两位功能代码数字改到 5，按【右移】键，再按【数据】键，将地址修改到设置值。 地址的调整范围为 0-255，每台 JH2004 型激光水位 /闸位仪的地址不能重复！即最多可以有 255 台 JH2004 型激光水位 /闸位仪在同一条网线上工作。 激光水位 /闸位仪 上电前，按住“右移”键，再给 激光水位 /闸位仪 上电，此时进入到参数设置状态，可按“数据”键选择要修改的选项，“右移”键选择需要修改的位置，当参数修改完成后，长按“右移”键，看到小数点向右循环移动，同时按下“数据”键保存修改并退出运行。每个参数的修改由 6 位七段数码管组成，前两位为功能代码，后四位为具体显示内容，
8、具体含义如下： 功能代码 功能意义 取值范围 0 本机地址 1 255 6 输出单位 0毫米， 1厘米 7 波 特 率 默认 2-9600 8 输出信息 0物位， 1距离 9 最大测距 默认 7000厘米 本机地址 ： 是指本传感器通过 RS485组成网络后本仪器在网络中的地址编号， 缺省值 设为 1，也可以根据需要设置成其它的值。 输出单位指的是测量数据的分辨率，可选择毫米和厘米两种输出单位。当测量数据大于 10 米时，由于数码管位数限制，选择毫米为输出单位时，最高位不予显示，此时应选择厘米为输出单位。 波特率 ： 出厂设置为 9600bit/s， 9600,n,8,1。 用户可依据通信 需
9、要 设置不同的波特率。波特率 2400， 4800， 9600， 14400， 19200分别用数字 0， 1， 2， 3， 4表示。 输出信息 ： 可选择物位 (水位 )或距离，距离为传感器到被测物理表面的直线距离；- 5 - 水位 为 激光水位 /闸位仪 的“最大测距”减去测量距离后 的数 值。 3.2.2 仪器维护 1、 同对待眼镜、照相机、望远镜一样保养激光上的光学镜片。定期吹掉镜子头上的灰尘，防止灰尘影响测量。 2、 不要用手摸镜头，只能用软布擦拭仪器，如果必要可蘸一些纯酒精。不要用其它的清洁药剂，不然会损坏仪器上的塑料部分。用水、湿布或海绵擦去污垢。 3.3 水位激光测量原理 3.
10、3.1水位垂直测量 把激光水位 /闸位仪固定好并 和 采集 终端连接后，用激光水位 /闸位仪测量三次激光基准面到水面的距离，取平均值 L，再从附近水尺上读出当前水位值 W，那么激光水位 /闸位仪 安装位置 基准面的海拔高程为 J=L+W。以后，水位值 W=J L，即水位等于激光测量基准值减去激光测量值。 见图 3。 3.3.2 水位倾斜测量 把激光水位 /闸位仪固定好并和终端连接后，用激光水位 /闸位仪测量三次激光基准面到水面的距离，取平均值 L，测出保护管与水平面的夹角 ?激光基准面离水面垂直距离 H=L*Sin ,再从附近水尺上读出当前水位值 W，那么激光测量基准面的海拔高程为 J=H+W
11、。 以后，水位值 W=J H=J L*Sin ，即水位等于激光测量基准值减去激光测量值乘以夹角的正弦值。 见图 4。 图 3 激光水位计垂直安装示意图 - 6 - 图 4 激光水位计 倾斜 安装示意图 四 、 通信协议 4.1 MODBUS 协议 接口设置： 1位起始， 1位停止， 8位数据位 无奇偶位 波特率可设置 主机（遥测终端）向从机（激光水位计）发送读数据指令 栈号 功能码 03 寄存器地 址高 8位 寄存器地 址低 8 位 数据 高 8位 数据 低 8位 CRC 低 8位 CRC 高 8位 备注：数据长度应以字节为单位 从机 （激光水 位计） 向主机 （遥测终端） 发送数据 栈号 功
12、能码 03 数据 长度 数据 高 8位 数据 低 8位 。 CRC 低 8 位 CRC 高 8位 举例： 主机发送指令 (16进制 )： 01 03 00 00 00 01 84 0A； 从机 返回 数据 ： 01 03 02 00 F0 B8 00 水位数据地址为 01，返回的 数据为（ 16 进制）： 00 F0，转成 10 进制为： 240，表示实际 水位 为 2.40米 （ 输出单位 为厘米 ），或 0.24 米（ 输出单位 为毫米 ） 。 4.2 CRC 码源代码 下面是计算 CRC 码的源代码 ， 传入 的 3 个 参数 分别为 ： 计算的数据字节数 ,指向源数据的指针 ,从源数据
13、的第几个字节开始计算 ， 返回的结果为两字节的 CRC 码 。 unsigned int CRCcode(unsigned int length,unsigned char *pnt,unsigned char start)/不包含引导码 E9 E9 - 7 - unsigned char j; unsigned int i,CRC=0; unsigned char CRCH=0,CRCL=0,temp,tt; for(i=0;ilength;i+) tt=pnt(unsigned char)(start+i); for(j=0;j8;j+) temp=ttCRCH; tt=tt1; CRC=CRC1; CRCH=CRC/256; CRCL=CRC; if(temp CRCH=0x10; CRC=CRCH*256+CRCL; return(CRC); 五 、 设备成套性 1、激光主机 1台 2、调平法兰 1只 3、固定法兰 1只 4、反射浮体 1只
