YLN-S智能气泡式水位计

YLN-S智能气泡式水位计

YLN-S

intelligent gas bubble sensor

技术说明书

Technical specifications

徐州市伟思水务科技有限公司

Xuzhou Weisi Water Affair Science & Technology Co., Ltd

外部功能说明

外

形

图

一、用途使用范围

本（YLN-S系列）智能型气泡式水位测试仪是我公司自行设计和生产的高精度的非接触智能型水位监测仪器。由于本仪器自带有水位、雨量、温度数据采集及无线传输功能和中心站无线接收及计算机软件，所以它可自成小型水文测量系统。

广泛用于水文站水位观测点不便建井或建井费用昂贵的地区，以及大坝测压管和江、河的上、下游水位。

它具有安装、维护方便，操作、组网灵活，运行稳定、可靠，精度高等特点，广泛用于遥测系统中的水位监测,并可同上位机直接通讯,尤其是无井水位测量中*理想的水位监测仪器。

二、          

主要技术指标

 供电电源电压

 DC11.4～12.6V

 应用量程范围

 0～70M可选。            

 分   辨   率

 0.001m。                

 准   确   度

 全量程±0.02 % 、±0.03 %      

 工作环境温度和湿度

 -20℃～+65℃  95%RH。  

 采 集 输 出 数 据

 水位

 采 集 间 隔

 1～60分钟自由设置      

 静态工作电流

 小于30mA    

 平均工作电流

 小于50mA        

 应 用 模 式

 静水位或动态水位        

 在 线 通 讯 方 式

 RS232或RS485或SDI-12

 报 警 设 置

 全量程内可设定          

 信息存储时间

 按6600条数据量自动刷新  

 气 管 长 度

 小于100 M（特殊情况可达200M）              

 外 型 尺 寸

 280×190×130 MM        

 重        量

 公斤                

三、          

工作原理

YLN-S智能型气泡式水位测试仪是使用常态空气，并经过空气过滤器过滤之，经气泵、单向阀、气室后分两路分别传向压力传感器和固定水下的测量气管中, 基于在一个密封的气体容器内，各点压强相等，如果气水分界处正好在管口，而气体又不流动，或基本不流动（只冒气泡），那么水下通气管口处的气压和该点的静水压相等，又与通气管内的气压相等时，压力传感器上就可直接感应到出水下通气口的静水压值，用此压力值减去大气压力值，即可得到水位高度的净压值，从而测得出变化的水位值。

四、          

仪器结构

YLN-S智能型气泡式水位计的结构由压力传感器及压力信号处理单元、数据采集和处理单元、电源单元、输入输出及显示单元、机箱及接插件、上位机通讯单元等组成。

1、压力传感器及压力信号处理单元

其中主要功能有：压力标准信号的采集和处理。

2、数据采集和处理单元

该单元是整机的核心单元,用于采集、计算和处理数据、参数修正、数据存储、开关量控制、水位数据采集和发送、通讯传输及参数存储等。

3、      电源单元

整个仪器的供电单元是由外部提供的12V直流电源转换成5V的高精度电源向仪表采集单元供电。由于该仪器设计时考虑到供电的延续性，还设置有直流电源供电单元以及时钟电路的供电单元。

4、      输入输出及显示单元（可选）

输入输出及显示采用 3.7 寸的触摸屏进行实时显示及控制，实时的显示水位及所有功能菜单的调用和修改。

5、      机箱及接插件

机箱为工程塑料密封机箱，尺寸为280mm×190mm×130mm 。该机箱具有坚固、密封、耐用、抗震、抗压、防湿等优点。管接头用于仪器内部气路连接，其密封性能优良。

6、      上位机通讯及界面软件

上位机通讯主要是采集主机所处理的信号并通过相应的通讯协议将信号传递给上位计算机，界面软件是将数据处理单元的数据分不同的模块直接显示在计算机的界面上，并可对数据进行存储等。

五、          

仪器的安装与操作

1.     仪器硬体安装

气泡水位计的硬件安装质量将直接影响仪器测量结果的可靠性，在安装时请务必遵循安装要求和原则。

1-1 选件

a)      

气泵气源：15m、20m、30m、40m、50m、70m

b)    

气源恒流器

c)      

上位机软件

d)    

气管：1/8NPT、1/4NPT、3/8NPT

e)      

其他安装配件：根据用户需要或用户提供图纸供货

1-2仪器安装

   气泡式水位计是一种精密的测量仪器，应该安装在室内或有保护外设的安全位置。气泡水位计的机箱必须采取壁挂式安装。首先用冲击钻或射钉枪将2颗M6膨胀螺丝呈水平线位置固定在站房的侧面墙壁上，然后再将机箱挂在膨胀螺丝上并拧紧螺母，注意机箱气管接头朝下。气管在河岸上的安装分为两种：一种是斜坡式安装，另一种是垂直式安装.需要特别注意的是：通入水下的气管必须离*低水面10cm.

气管连接示意图

2.上位机软件

启动上位机软件，在登录框中输入密码，初始密码为2。

2-1：系统主页

进入系统主页，点击搜索设备按钮，搜索连接于串口的设备。如果未搜索到设备请确认所使用的串口号和波特率。详见系统设置页说明。

搜索到设备后，在设备列表中将显示搜索到的设备的串口地址，如果使用别名系统命名后，在设备列表中也将显示对应地址的设备名称。

2-2：参数设置

搜索到设备后在设备选择框中选择搜索到的地址，然后点击刷新参数读取设备的参数。设备的当前设置将被读取并显示于各栏中。

2-2-1测量参数

基础水位：该值可作为设置测量值的偏移量或是海拔高度。该值将对测量值进行相加操作。

水位量程：该值不能进行修改，出厂时就已经根据用户测量范围进行了设置。

报警水位：当测量水位达到报警水位时，设备上的指示灯会闪烁。

密度：设置该值将直接改变测量到的数据结果，通常情况下为1，即为水的正常密度，在特殊环境当中可修改该值以适用测量环境。

2-2-2采集方式

   实时采集：该模式使设备处于时刻采集数据状态，应用于不需要使用泵打气的场合。实时保存间隔时间用于设置隔多久时间设备将采集到的数据保存至内部存储器。该模式可接液晶显示模块。

  定时采集：该模式使设备处于定时采集状态，在脱离计算机及数采时，设备将在设定的时间到后进行一次采集。定时采集间隔，用于在无外接设备时，设备每隔设置时间将自动进行一次采集，每次采集将进行一次保存。该模式不能连接液晶显示模块。

   触发采集：该模式使设备一直处于休眠状态，只有外接触发设备才能激活设备进行采集，在此模式中，可外接第三方设备进行发出采集指令进行触发采集。该模式可接液晶显示模块，且支持SDI通讯。

特别提示：在把通讯模式从RS232或RS485转至SDI-12模式时，采集模式一定要设置在触发模式状态下。

2-2-3存储控制

实时保存间隔：只在设置为实时采集中有效，用于在指定的间隔时间内保存采集到的数据。

2-2-4泵控制

采集间隔：当设备工作于定时采集时，设备拥有主动测量功能，采集间隔即是隔多少分钟设备自动进行一次采集。

泵保护极限时间：设置每次采集时泵激活后泵允许运行的极限时间。设备停泵是根据打泵后传感器的压力平衡后将自动停泵，自动停泵拥有一套保护程序，当达到泵保护极限时间仍未平衡，将停止打泵，此时采集到的值可能无效。泵保护极限时间有效保护气管被堵而损坏气泵的情况。

气压稳定极限时间：当泵停止后，将延时一定时间以使气源稳定，稳定时间设置的是*大的稳定时间，在设备中稳定时间也是自动的，但不能超过稳定时间的设置值，如果自动稳定时间达到设置的*大稳定时间，设备将停止稳定并进入采集过程，此时得到的值可能无效也可能采集不到数据，这是为了防止漏气情况下，气源无法达到稳定的情况。

2-2-5通讯

可以随意在RS232,RS485,SDI通讯方式中选择一种通信方式，但在实时采集及定时采集模式，只能选择RS232,RS485方式，如果无需与SDI设备连接，请设置为触发模式。除SDI通信外，它们的波特率也是可以修改的。设置完成后通信方式立即被修改，等待几秒钟后即生效。设置通信方式请根据需要时修改，设置SDI方式时请注意设备的当前模式一定要设置在触发模式状态下。。

2-2-6下载参数

在每次下载参数前，请点击刷新参数按钮读一次设备当前的参数，然后在当前参数基础上修改新参数，如果修改了测量参数，按下载测量参数下载；如果修改了控制参数，按下载控制参数下载；如果修改了通信方式或模式，按下载通讯参数。

2-2-7. 读取参数

在每次修改参数之前请点击刷新参数读取当前的设备设置。

2-2-8  通讯方式互换

  通讯方式的互换可以在两种方式下转换，即触摸屏菜单控制转换或通过上位机软件控制转换。

  1.进入触摸屏控制菜单下的系统设置界面，RS232、RS485和SDI-12可随意互换。

 2.进入上位机软件参数设置页面下通讯选项，RS232和RS485可随意互换，RS232和RS485也可转换至SDI-12，但特别注意SDI-12不可以转换回RS232和RS485。

2-3：系统设置

系统设置页用于设置串口通信口参数及记录数据保存地址及

权限密码。

在进行通信前，请选择好连接到设备的串口号以及通信的波特率，不正确的选择将无法进行正确通信。

通信超时用于设置每发送完一条指令后多久没有收到设备回应的判定通信失败的时间。通信次数用于一次通信失败后重发指令的次数。

2-3-2文件选项

用于设置采集到的数据存储的位置，**次使用时请根据具体情况设置好该路径，如果输入一个无效路径，有可能无法保存采集到的数据。

2-3-3权限

用于重新修改登录密码，初始密码为2。

六、          

附录

RS232与上位机通讯协议

(命令格式以16进制数据表示，0xff表示设备地址,0xcc表示校验和,0xXX表示要修改的数据)

 命令名称

 命令格式

 设备正确回应

 查询设备是否存在

 0xaa 0xff 0xa0

 0x00 0xcc

 0xac 0xff 0x01

 0xff 0xcc

 读取系统参数

 0xaa 0xff 0xa2

 0x00 0xcc

 0xac 0xff 0x4a系统参数1 0xcc

 读取测量值

 0xaa 0xff 0xa3

 0x00 0xcc

 0xac 0xff

 0x04 测量值2 0xcc

 写基础参数

 0xaa 0xff 0x2d 0x14 基础参数3 0xcc

 0xac 0xff 0x01

 0xff 0xcc

 写控制参数

 0xaa 0xff 0x2e 0x04 控制参数4 0xcc

 0xac 0xff 0x01

 0xff 0xcc

 写通信参数

 0xaa 0xff 0x2f 0x07 通信参数5 0xcc

 0xac 0xff 0x01

 0xff 0xcc

 写设备时钟

 0xaa 0xff 0x25 0x07 时钟数据6 0xcc

 0xac 0xff 0x01

 0xff 0xcc

 启动一次测量

 0xaa 0xff 0x2b

 0x00 0xcc

 0xac 0xff 0x01

 等待值7 0xcc

1:系统参数

数据组成：4字节自校准零点值（高字节在前），4字节自校准满校准值（高字节在前），4字节零点校准值（高字节在前），4字节满度校准值（高字节在前），4字节基础水位（高字节在前），4字节零点水位（高字节在前），4字节量程水位（高字节在前），4字节报警水位（高字节在前），4字节密度（高字节在前），2字节RS232波特率（高字节在前），2字节RS485波特率（高字节在前），1字节保存间隔，1字节采集间隔，1字节泵运行时间，1字节通信方式，1字节设备地址，20字节设备ID号，1字节设备模式，1字节稳定时间，2字节设备年（高字节在前），1字节设备月，1字节设备日，1字节设备周，1字节设备时，1字节设备分。

数据说明：基础水位-密度参数为4字节，采用定点小数表示，4字节组成一个数据。例如，123.456，表示为123456，十六进制表示为0x0001E240。

其中零点水位值转换为十六进制数后，*高位bit31为符号位，bit31=1表示该数据为负数，例如-123.456,表示为-123456,十六进制表示为0x8001E240。

RS232,RS485波特率只能取值2400,4800,9600,14400,19200,57600。

设备通信方式字节说明：0表示RS232，1表示RS485，4表示SDI12。

设备ID号说明：设备ID号所有20个数据均为字符型。

设备周说明：设备周0表示星期日。

2：测量值

4字节测量数据（高字节在前）。该值为有符号数定点小数，例如：-123.456   表示为-123456，十六进制为0xFFFE1DC0。

3：基础参数

4字节基础水位（高字节在前），4字节零点水位（高字节在前），4字节量程水位（高字节在前）如果量程水位=0xffffffff表示不修改设备的当前量程，4字节报警水位（高字节在前），4字节水位密度（高字节在前）。所有数据均为定点小数，123456表示为123.456。

4：控制参数

1字节实时保存间隔，1字节采集间隔时间，1字节泵运行时间，

字节稳定时间

5：通信参数

1字节通信方式，2字节RS232波特率，2字节RS485波特率，1字节设备模式，1字节设备新地址。

设备模式说明：0表示主模式，1表示从模式，其它值表示不修改设备模式。

6：时钟数据

2字节设备年（高字节在前），1字节设备月，1字节设备日，1字节设备周，1字节设备时，1字节设备分。其中设备周0表示周日。

7：等待值

1字节等待时间，单位为秒，表示上位机需等待该秒数时间后再发送读测量值指令

全局说明：对于上位机的指令，如果设备返回0xac 设备地址 0 校验和，表示上位机发送的指令无效或设备接收到的指令校验错误或当前没有有效的测量数据被读取。

校验和计算方法：100-(一条指令所有字节相加后得到的值&0xff)。即保证(所有发送的数据+校验和)&0xff=0。

SDI-12与上位机通讯协议

 命令名称

 命令格式

 回应

 1．Acknowledge Active

 a!

 a

 2．发送产品身份号码

 aI!

 allccccccccmmmmmmvvvxxx...xx

 3．开始测量*

 aM!

 atttn,在此回应a0051

 4．开始检漏

 Av!

 Atttn,在此回应a+0011

 5．发送数据

 aD0!

 a+1个字节数据，根据不同的测量指令回应相应数据

 AD1!

 回应当前设备量程

 AD2!

 回应当前设备基础水位

 AD3!

 回应当前设备零点水位

 AD4!

 回应当前设备报警水位

 AD5!

 回应当前设备采集时间

 AD6!

 回应当前设备保存时间

 AD7!

 回应当前设备密度

 AD8!

 回应当前设备泵运行时间

 6．连续测量

 Ar0!

 A+value

 Am1!

 要求回送量程数据，在此回应a+0011

 Am2!

 要求回送基础水位数据，在此回应a+0011

 Am3!

 要求回送零点水位数据，在此回应a+0011

 Am4!

 要求回送报警水位数据，在此回应a+0011

 Am5!

 要求回送采集时间数据，在此回应a+0011

 Am6!

 要求回送保存时间数据，在此回应a+0011

 AM7!

 要求回送密度数据，在此回应a+0011

 AM8!

 要求回送泵运行时间，在此回应a+0011

 7.修改基础水位

 aXBL=000.000!

 A+MODIFY_OK

 8.修改零点水位

 aXZL=000.000!

 A+MODIFY_OK

 9.修改报警水位

 aXAL=000.000!

 A+MODIFY_OK

 10.修改水位密度

 aXDE=001.000!

 A+MODIFY_OK

 11.修改保存间隔

 aXSI=05!

 A+MODIFY_OK

 12.修改采集间隔

 aXBI=01!

 A+MODIFY_OK

 13.修改泵运行时间

 aXWI=05!

 A+MODIFY_OK

 14.修改稳定时间

 aXHT=05!

 A+MODIFY_OK

 15.设定RS232通信

 aXS2！

 A+MODIFY_OK

 16.设定RS485通信

 aXS4！

 A+MODIFY_OK

a表示设备地址，ttt表示上位机等待ttt秒时间再发送读数据指令，nn为设备上传的数据个数。A+COMMAND_ERR表示扩展指令错误，A+VALUE_ERR表示SDI修改的参数值不正确。

七、          

维护要求及安全注意事项

1.定期比测及检查。气泡水位计每运行一段时间，或者外部环境发生突变时，要做水位比测，以达到校准水位的目的，并同时检查整机运行状态，如电源稳定情况，定时测量，有无泄漏等等。

2.注意:仪器正常工作电压范围11.4v-12.5v,**不可以超过12.6v.

八、          

产品常见故障维修

 序号

 错误故障现象

 原因分析

 处理方法

 1

 气泵不打泵(不工作）

 ①气泵电源进线是否正常

 ①检查电源连接线

 ②气泵工作电源是否正常

 ②检测气泵工作电压是否为DC12V

 ③气泵本体故障

 ③更换气泵

 2

 采集数值不稳

 ①检查气管是否漏气

 ②控制盒端子处连接不 佳，导致线路上阻抗值变化

 ①检查气管连接断截面是否平整;检查气管本体是否有损坏

 ②对连接线头加锡焊接，并与端子加固连接

 3

 上位机软件搜索不到设备地址

 检查通讯接线是否错误

 参考‘仪器电缆接口示意图’章节，正确接线。

九、          

售后服务指南

售后服务承诺书

我公司本着顾客是上帝的原则。在激烈的市场竞争中，公司赖以生存的基础是我们的顾客，本着为顾客提供*满意的产品和服务为经营宗旨。我公司把精诚服务凝聚在顾客身上，作为公司的文化之一。在确保物资（设备）的先进性、可靠性和稳定性的同时不断改进服务质量，从售后服务和技术服务等方面保证顾客使用我公司的产品后能得到*好的服务和*快的技术支持。

首先，我公司将组织多名有技术、有经验的维护人员，能及时处理排除物资（设备）的故障。定期对物资（设备）进行维护，提供技术参数。其次，我公司将及时响应用户提出的售后服务要求，同物资（设备）原厂商一起构筑完善的售后服务保障体系，从而保证物资（设备）在保修期内和保修期后都能正常使用

售后服务保证期

a)  我公司所有产品在未特别申明的情况下，自安装完之日起免费保修一年。

b)  质量保修期满后：提供无限期免费技术咨询服务。

c)  在汛期使用频繁期，产品保修期内出现的产品质量问题在现场无法修复的情况下，可将需修复的仪器返回我公司进行维修，我公司将重新提供一台新的样机替代使用，确保正常工作，待产品修复后换回原样机。

d)  保修期内，所有维修服务费用均不再收取。

e)

有下列情况之一者不属于保修服务范围之内，但本公司可提供有偿维修服务:

i.    

未按说明书和有关规定要求安装、操作使用出现的故障。

ii.    

因保管不善、使用不当及人为的原因造成的损坏。

iii.    

非专业人员修理造成损坏或用户自行拆开仪器造成的损坏。

iv.    

与订货合同型号、订货号不符的产品。

v.    

因不可抗拒力或非常情况下造成损坏的（如火灾、水灾、雷电、天灾、公害、异常电压等）。

服务内容

f)  技术咨询服务：为顾客解答安装、调试、系统配置及设备在使用过程中遇到的各种技术问题。

g)  安装、调试服务：按协议或公司规定为顾客提供免费技术支持或工程现场安装指导。

h)

产品的维修服务：按双方协议或公司规定为顾客提供调试、维修“三包”服务；凡我公司设备发生质量问题，均可得到本公司的维修服务；在正常的保修范围内，我公司为顾客提供免费维修服务。

i)

保修期满后为顾客提供常年维修服务，严格执行服务程序及收费规定，对部分更换的零部件我们只适当收取*低的成本费。其它具体收费标准按各厂家要求进行收费（在质保期外）。

j)

现场技术培训：在安装调试完毕后，我们将免费提供现场培训，培训内容为使用设备的操作及日常维护。

k)

定期电话回访和上门回访：每年对用户进行两次电话巡访，上门回访一次，随时发现和了解设备在使用过程中出现的问题，及时帮助用户解决故障，保障设备的正常的运行。

l)

传递更新、改进、新产品信息服务：收集和整理各类新产品信息，及时将信息传递给用户。

m)

接收投诉、反馈信息：接收顾客的投诉（产品质量及服务态度），收集设备在运行中的各类问题，进行分析汇总，积极采取相应的措施及改进方法。

n)

响应时间：系统出现故障，用户至电我司售后服务人员，我们5分钟内作出响应，提出解决方案，重大难点30分钟内拿出解决办法，在初步查明原因后，确要到现场解决的，我司在72小时内派出相关技术人员到现场解决。

o)

完成系统安装、调试、标定全部工作到达到按有关检验验收标准后专门提供售后服务的系统培训。

p)

质量保证期内所需服务及费用均为我方承担（不可抗拒因素如火灾、水灾、雷击，人为因素等造成的设备及系统损坏，用户仅承担硬件成本费。）

q)

体贴，周到的系统终身维护，提供终身技术保障服务，提供不定时跟踪服务，及时查询记录设备及系统运行情况，为用户提供系统维护方案和建议。

r)

优惠的系统升级，如用户系统需要更新升级，我们将通过INTERNET，邮寄光盘，E-MAIL方式提供升级程序，随时提供技术咨询和指导，如有必要，我们将安排工程师上门服务

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