JS800激光料位计使用说明书.docx

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JS800激光料位计使用说明书

JS800激光料位计

使用说明书

1安全……………………………………………………………1

1.1激光等级…………………………………………………1

1.1.1瞄准激光……………………………………………1

1.1.2测量激光……………………………………………1

1.2警告………………………………………………………1

2产品描述………………………………………………………2

2.1测量原理…………………………………………………3

2.2附件…………………………………………………4

2.2.1水冷/风冷…………………………………………4

2.2.2雨刮器………………………………………………4

2.2.3摄像…………………………………………………4

2.2.4云台…………………………………………………4

2.3激光………………………………………………………4

2.4编程………………………………………………………4

2.5输出………………………………………………………4

2.6防爆………………………………………………………4

3规格、型谱……………………………………………………5

3.1型谱………………………………………………………5

3.2测量………………………………………………………6

3.3输出………………………………………………………6

3.4激光………………………………………………………6

3.5环境………………………………………………………6

3.6供电………………………………………………………7

3.7包装………………………………………………………7

4安装……………………………………………………………8

4.1激光料位计安装尺寸…………………………………8

4.1.1普通激光料位计（常温、高温）安装尺寸………8

4.1.2水冷/风冷激光料位计安装尺寸………………9

4.1.33D激光料位扫描仪安装尺寸…………………10

4.1.4雨刮器尺寸………………………………………10

4.2电缆安装尺寸…………………………………………11

4.3接线端子图……………………………………………11

5编程……………………………………………………………13

5.1系统运行环境…………………………………………13

5.1.1硬件环境…………………………………………13

5.1.2软件环境…………………………………………13

5.1.3软件的安装与运行………………………………13

5.2软件介绍………………………………………………14

5.2.1通讯端口设置（图5.2）…………………………14

5.2.2、参数列表（图5.3）……………………………14

5.2.3读取类命令（图5.4）…………………………16

5.2.4、设置类命令（图5.5）…………………………16

5.3测距测试………………………………………………20

5.4料位计的校准………………………………………20

6操作……………………………………………………………21

6.1上电………………………………………………………21

6.2编程、校准……………………………………………21

6.3测量……………………………………………………21

7故障……………………………………………………………21

7.1温度过高………………………………………………21

7.2粉尘太大………………………………………………21

8维护…………………………………………………………21

9附录…………………………………………………………22

9.1激光料位计优缺点……………………………………22

9.1.1激光料位变送器优点……………………………22

9.1.2缺点………………………………………………23

9.2激光料位计与其他方法比较…………………………23

9.2.1激光料位计与传统的雷达料位计相比较………23

9.2.2常用原煤仓料位变送器性能对比表……………24

9.3激光料位计使用场所…………………………………24

9.43D激光料位扫描仪……………………………………25

9.4.1产品概述…………………………………………25

9.4.23D激光料位扫描仪给我们带来了什么…………25

9.4.33D激光料位扫描仪产品优点……………………26

1安全

1.1激光等级

1.1.1瞄准激光

本激光料位计设有可见激光，并从仪器的前端发射，用于瞄准被测介质。

本可见激光属二级激光，根据以下标准：

·IEC60825-1：

2001“激光产品的辐射安全”

·EN60825-1：

2001“激光产品的辐射安全”

·FDA21CFRCh.Ⅰ§1040:

2004（美国国家健康与人类服务部，联邦规则标号）

二级激光产品：

不要直视激光束，在不必要的情况下不要瞄准他人。

眼睛会本能的通过转视或眨眼等行为来保护眼睛。

激光波长：

635nm，＜1mW，＜15mm@5m

1.1.2测量激光

本激光料位计设有红外激光，并从仪器的前端发射，用于测量被测介质。

本红外激光属一级激光，根据以下标准：

·IEC60825-1：

2001“激光产品的辐射安全”

·EN60825-1：

2001“激光产品的辐射安全”

一级激光产品：

一般激光产品为正常使用情况下，在规定的使用和保养范围内对眼睛没有伤害的产品。

激光波长：

905nm，＜0.8mW，1kHz，10ns脉冲

1.2警告

上电情况下不要打开仪器端盖，只有专业技术人员可以打开端盖进行操作、接线、校准和编程。

2产品描述

激光料位计分为测量料面几何尺寸的3D激光料位计和测量一点料位的激光料位计。

而测量一点料位的激光料位计根据温度需要，又分为普通激光料位计（常温）和水冷激光料位计（高温），其外观如下图所示：

图2.13D激光料位扫描仪

图2.2普通激光料位计（常温、高温）

图2.3水冷/风冷激光料位计（超高温）

2.1测量原理

激光料位计内置可见激光瞄准被测介质，内置高精度高分辨率计时装置测量红外激光在发射点和被测介质之间往返时间，则L=t*c/2（t为往返时间，c为光速）。

激光料位计属非接触式测量，由于激光可穿透玻璃，所以激光料位计可以做很好的防护，可用于恶劣环境测量（高温、高压、高湿、高粉尘）。

由于激光发射角非常下（＜0.2°），激光料位计可测量狭小空间料位，可对不规则料面进行精确测量。

激光测距仪置于精心设计的防护罩内，使得激光料位计可用于恶劣环境（高温、高压、高湿、高粉尘）测量。

精心设计的防护罩使得激光料位计可安装于任何环境及以任何角度与方式进行安装。

3D激光料位扫描仪在激光料位计的基础上对料面进行三维测量，配备相关计算机软件，形成料面的三维立体图像，并且得到料面的最低料位、最高料位、平均料位、仓料体积、仓料质量，使测量更全面准确、更直观形象。

2.2附件

2.2.1水冷/风冷

工作在高温或极低温环境的激光料位计必须进行水冷或风冷以保证防护罩内部工作温度在一定范围，此时工作环境温度可高达150℃.水冷/风冷接头为M12*1.5。

水冷：

流量>0.85m3/h，水温<35℃,压力0.25~0.6MPa；

风冷：

流量>0.3~0.6L/s，风温<35℃,压力0.1~0.6MPa。

2.2.2雨刮器

工作在高粉尘条件下的激光料位计可加装雨刮器，定时清除激光料位计防护玻璃表面的粉尘，延长人工清理周期，使激光料位计更好地工作。

2.2.3摄像

在光线许可的条件下可在防护罩内加装摄像装置，可在计算机屏幕上更直观的看到现场工作情况。

2.2.4云台

在需要进行料面测量的情况下选用3D激光料位扫描仪，使测量更全面准确、更直观形象。

此时在激光料位计的基础上加装云台和相应的计算机处理软件及RS485通讯。

利用计算机控制三维测量，以及在计算机屏幕上直观的显示料面的三维立体形状图像及最高料位、最低料位、平均料位、仓料体积、仓料质量等信息。

2.3激光

可见激光波长：

635nm，＜1mW，＜15mm@5m，用于瞄准

红外激光波长：

905nm，＜0.8mW，1kHz，10ns脉冲，用于测量

2.4编程

可利用RS485通信对激光料位计进行编程、校准等操作；利用RS485对云台进行控制，实现对料面的3D测量。

2.5输出

激光料位计可输出和料位具有线性关系的4~20mA模拟信号，该线性关系可编程。

模拟信号负载能力＞300Ω.

2.6防爆

在需要防爆的场合，可选防爆护罩和防爆云台。

3规格、型谱

3.1型谱

型号

描述

JS800

激光料位计

型号

描述（环境温度）

-NT

-UT

常温，-25~60℃，电加热；（更低温度可定制）

<5℃,内置电加热开启，>8℃关闭。

高温，-55~150℃，水冷或风冷；（高温不提供3D，更高温度可定制）

水冷：

流量0.85m3/h，水温<35℃,压力0.25~0.6MPa；

风冷：

流量0.3~0.6L/s，风温<35℃,压力0.1~0.6MPa。

型号

描述（环境粉尘）

-NL

-DW

无雨刷

有雨刷

型号

描述（是否需要视频）

-NL

-DV

无视频

有视频

型号

描述（是否3D）

-NL

-3D

无3D功能

料面检测

型号

描述（是否防爆）

-NL

-EX

非防爆

防爆

3.2测量

测量范围：

0.4m~50m（特殊定制可至150m）

分辨率：

1mm

绝对精度：

±1cm

测量速度：

0.1s~105s，3D扫描：

5min

3.3输出

模拟量输出：

4~20mA，负载能力＞300Ω

RS485：

参数设置、校准、云台控制

3.4激光

可见激光波长：

635nm，＜1mW，＜15mm@5m，用于瞄准，<5mrad，二级激光

红外激光波长：

905nm，＜0.8mW，1kHz，10ns脉冲，用于测量，大约4mrad，一级激光

3.5环境

常温型：

-25~50℃，电加热（更低温度可定制）；<5℃,内置电加热开启，>8℃关闭。

高温型：

-55~150℃，水冷或风冷（高温不提供3D，更高温度可定制）；水冷：

流量>0.85m3/h，水温<35℃,压力0.25~0.6MPa；风冷：

流量>0.3~0.6L/s，风温<35℃,压力0.1~0.6MPa；水冷/风冷接头：

M12*1.5。

存储温度：

-20~70℃。

相对湿度：

10~95%RH，无结露。

海拔高度：

2000m。

被测介质温度：

可达2000℃。

在晚上、黄昏或目标处于阴影中时，测量距离会有所增加；在日光或目标反光不好的情况下，测量距离会减小，测量时间会增加。

当被测物是无色液体（如水）、洁净的玻璃时，表面有非常透明的特性的物体时，可能会产生测量错误。

当测量物有非常强的反光（如镜子）时，激光可能被反射掉，从而产生错误的测量。

激光料位计防护等级：

IP67。

云台防护等级：

IP66，云台工作环境温度：

-30℃~55℃（可选-40℃~65℃）。

3.6供电

电源：

220VAC（3D可24V交流或直流供电，也可220VAC供电）

功耗：

正常<10W，加热＜35W，云台＜40W

3.7包装

激光料位计尺寸：

普通激光料位计（常温、高温）¢108*320mm（详见安装尺寸），重量：

约3.5kg；水冷/风冷激光料位计（超高温）护罩尺寸¢108*320mm（详见安装尺寸），重量：

约5.0kg；云台尺寸：

180*185*260（L*W*H），重量：

约5.5kg。

包装尺寸：

160*160*360mm（不含云台）。

4安装

4.1激光料位计安装尺寸

4.1.1普通激光料位计（常温）安装尺寸

图4.1普通激光料位计安装尺寸

普通激光料位计可以提供法兰安装方式，法兰为标DN100法兰。

在底部还有一个平面，可用于安装支架。

4.1.2水冷/风冷激光料位计安装尺寸

图4.2水冷/风冷激光料位计安装尺寸

水冷/风冷激光料位计可以法兰安装，法兰为标准DN100法兰。

在底部还有一个支架，可用于安装。

4.1.33D激光料位扫描仪安装尺寸

图4.33D料位扫描仪安装尺寸

4.1.4雨刮器尺寸

普通激光料位计（常温、高温）雨刮器安装在激光料位计顶部安装，在上述尺寸基础上加上雨刮器尺寸。

水冷/风冷激光料位计（超高温）雨刮器安装在激光料位计上侧部安装，在上述尺寸基础上加上雨刮器尺寸。

雨刮器尺寸：

200*40*30（长*宽*高），前端延长30mm。

图4.4雨刮器安装示意图

4.2电缆安装尺寸

激光料位计电源线、信号线分别穿过2个M20*1.5的防水电缆接头与接线端子板上的接线端子连接，导线外径<12mm。

2个M20*1.5的防水电缆接头可以拧下，用于安装导线保护管。

建议电源线使用两芯或三芯线缆、信号线使用二~六芯线缆，穿过不同防水电缆接头与端子板上端子连接。

4.3接线端子图

激光料位计对外接线只需要电源线（85VAC~265VAC），如图左上角G、N、L接线端子；信号线：

4~20mA输出、RS485通信、外触发（如图右上角6线可插拔端子）。

其中，测量时外触发（Ex端）和地（GND端）短接；参数设置和校准时，外触发（Ex端）和地（GND端）断开。

所有连线线径≤2.5mm2，常温，导线耐温80℃；高温，导线耐温超过150℃。

图4.4激光料位计接线端子板示意图

5编程

5.1系统运行环境

5.1.1硬件环境：

主机：

奔腾586以上CPU，128M以上内存

显示器：

彩色VGA

硬盘：

40MB以上

通讯：

兼容RS485通讯接口1个

5.1.2软件环境：

运行平台：

Windows9X/ME/2000/XP中文版

5.1.3软件的安装与运行

本程序为绿色软件，无需安装，可直接双击<激光测距传感器设置软件>即可打开软件，软件运行界面如（图5.1）

图5.1

5.2软件介绍

5.2.1通讯端口设置（图5.2）

图5.2

这里用户可以对RS485通讯端口进行设置，如用户的端口为COM5，那么可以直接下拉文本框后选择COM5，或者直接输入串口编号5即可，通讯波特率默认为9600，选择好端口需要按打开/关闭按钮将串口打开。

5.2.2、参数列表（图5.3）

图5.3

用户读取相关参数后，参数列表中会显示激光料位计对应的参数信息（注：

该区域只显示参数信息，不能在此修改参数，即使修改也无法生效）。

这里说明一下<参数列表>中各个参数的意义：

地址：

激光料位计的设备地址，默认为128，取值范围在1-250之间任意数值。

连续测量数据返回时间间隔（单位：

秒）：

料位计连续测量并返回料位值的时间间隔，取值范围在0.1-105之间数值，单位秒。

测距起始点：

表示传感器的测距起始点，默认使用前端面，一般法兰式安装时使用前端面，即从料位计的前端面开始计算测量料位，有些现场采用吊装时，可能会需要设置为从传感器后端面开始计算测量料位，用户可根据安装情况决定。

传感器信息：

:

内部传感器的型号规格代理商等信息（需传感器支持）

传感器温度：

内部传感器的当前工作温度信息（需传感器支持）

传感器时钟：

可以读取内部传感器的工作时钟（需传感器支持）

传感器长度：

传感器的实际物理长度，默认133毫米，在采用后端面作为起始点时，传感器会需要传感器的长度才能计算出实际的料位值。

测距修正值：

料位计的测量值和实际料位值之间可能存在误差，可以通过修正值进行校正，这里显示的就是修正值的大小。

模拟输出相关参数：

料位计带有模拟输出功能，默认为4-20mA输出，可根据现场情况对输出进行配置

输出方式：

正向：

代表输出按照料位计的实际测量料位与量程之间按正比例输出，即上限对应20mA，下限对应4mA。

反向：

代表输出按照料位计的实际测量料位与量程之间按反比例输出，即上限对应4mA，下限对应20mA。

输出类型：

用户要根据实际订货的料位计型号进行配置，默认为4-20mA。

量程上限：

料位计需要测量的实际料位的上限，单位米。

量程下限：

料位计需要测量的实际料位的下限，单位米。

测量数据错误：

当测量数据出现错误时，模拟输出的状态，共有四种状态，输出最小值、输出最大值、输出中间值、保持当前值。

数据小于下限：

当测量数据小于下限时，模拟输出的状态，共有四种状态，输出最小值、输出最大值、输出中间值、保持当前值。

数据大于上限：

当测量数据大于上限时，模拟输出的状态，共有四种状态，输出最小值、输出最大值、输出中间值、保持当前值。

开机未测量：

当传感器通电未测量时，模拟输出的状态，共有四种状态，输出最小值、输出最大值、输出中间值、保持当前值。

开关输出相关参数：

对于具备开关输出的料位计这里会显示开关参数（目前定型型号未提供此项功能）

5.2.3读取类命令（图5.4）

图5.4

用户可通过点击各种读取命令按钮来获取料位计的各种信息，读取后的参数将在<参数列表>中显示。

<读取基本参数>：

点击此按钮将会读取料位的地址、采集时间间隔、测距起始点等多种信息。

（在第一次连接硬件后，必须读取一次基本参数信息，才能进行其他的参数读取和修改）。

<读取开关参数>：

点击此按钮将会读取开关输出信息，目前暂未提供开关输出功能。

<读取温度>：

点击此按钮将会读取内部传感器温度，此功能需传感器支持。

<读取开关回差>：

点击此按钮将会读取开关输出回差信息，目前暂未提供开关输出功能。

<读取修正值及长度>：

点击此按钮将会读取传感器的长度值和测量修正值。

<读取内部时钟>：

点击此按钮将会读取传感器的内部时钟，此功能需传感器支持。

<传感器信息>：

点击此按钮将会读取传感器的型号规格等信息，此功能需传感器支持。

5.2.4、设置类命令（图5.5）

图5.5

用户可通过点击各种设置按钮，在弹出的新的对话框里，对料位计的参数进行设置和修改。

<设置地址>：

点击设置地址按钮，弹出设置地址对话框（图5.6），用户可根据需要修改设备通讯地址。

图5.6

<设置量程>：

点击设置量程按钮，弹出量程设置对话框（图5.7），用户可根据现场实际情况修改测量的量程。

请用户注意当输入量程时，量程上限必须大于量程下限否则无法设置成功。

（图5.7）

<设置触发点1-4>：

目前暂未提供此功能。

<设置数据修正值>：

点击设置数据修正值按钮，可对传感的测量数值进行修正，在弹出的对话框中输入修正值（修正值范围-32000至+32000，单位毫米）后确认。

（图5.8）

<设置开关输出状态>：

目前暂未提供此功能。

<设置传感器长度>：

点击设置传感器长度按钮，在弹出对话框（图5.9）中可对传感器长度进行设置。

（图5.9）

<设置数据时间间隔>：

点击设置数据时间间隔按钮，在弹出对话框（图5.10）中可以修改连续采集的时间间隔（数值范围在0.1-105之间，单位秒）

图5.10

<设置测距起始点>：

点击设置测距起始点按钮，在弹出的对话框（图5.11）中可以修改测距起始点。

图5.11

<设置模拟量输出状态>：

点击设置模拟量输出状态按钮，在弹出的对话框（图5.12）中可以修改测量错误、超下限、超上限和为测量的输出状态，用户可根据需要配置。

图5.12

状态含义：

输出最小值：

即输出对应模拟信号的最小值，如4-20mA信号就输出4mA。

输出最大值：

即输出对应模拟信号的最大值，如4-20mA信号就输出20mA。

输出中间值：

即输出对应模拟信号的中间数值，如4-20mA信号就输出12mA。

保持当前值：

即输出前一正常测量周期的测量值，如前一周期测量值为18mA，则一直以18mA数值输出。

<设置传感器时钟>：

此功能需要传感器支持，暂未提供设置

<设置模拟输出方式/类型>：

点击设置模拟输出方式/类型按钮，在弹出的对话框（图5.13）可以修改模拟输出的方式为正向或反向，输出的类型一般出厂时已定型，无需修改。

图5.13

<设置开关回差>：

目前暂未提供此功能。

<恢复出厂值>：

点击该按钮，料位计将所有参数恢复成出厂默认状态，请在点击点仔细确认是否需要恢复出厂设置。

5.3测距测试

当参数设置完毕后，用户可点击<测距测试>按钮进行测距测试，界面如下（图5.14）：

图5.14

单次测量：

料位计只进行一次测量，返回当前料位值。

连续测量：

料位计按照设置的连续测量时间间隔进行连续的料位测量，连续的返回料位值。

返回的数值可以按用户选择按16进制字节形式显示或者按照ASCII码显示。

5.4料位计的校准

料位计在出厂时一般已经经过初始校准，到现场一般不需要进行二次调校，但用户需要校准时，可按如下步骤进行：

首先要设定好测距起始点，并查看修正值X0大小。

然后将料位计放置在某一固定位置固定，开始测距测试，料位计回返回当前料位值W0。

利用已经校准好的测距设备测量料位计测量起始位置和被测料位之间的料位值W1。

重新计算出修正值X1=W1-W0+X0，单位mm，将该修正值重新设置到料位计中即可完成校准。

6操作

6.1上电

检查所有接线，上电。

此时从激光料位计前端玻璃窗口可见激光器电源指示灯“亮”，如果是测量方式，还可见瞄准激光从激光器射出。

打开激光料位后端盖，可见端子板上+12V电源指示灯“亮”。

表明上电正常，可进行正常测量。

6.2编程、校准

激光料位计出厂前按照前端玻璃窗口表面为基准进行了校验，编程软件通过RS485可以对激光料位计进行编程和校验，详见编程一节。

注意：

编程时，外触发（Ex端）和地（GND端）断开。

6.3测量

编程、校准完毕后，短接外触发（Ex端）和地（GND端），可以开始测量。

测量时，可见瞄准激光从前部玻璃射出，在被测介质表面可见瞄准激光瞄准点。

此点即为测量点，可通过调整激光料位计角度适当调整测量点。

7故障

7.1温度过高

环境温度过高时，激光料位计停止测量，此时没有瞄准激光从玻璃窗口射出，4~20mA输出保持不变，RS485通信指示测量停顿。

温度回到正常范围内，测量也会转而正常。

解决办法：

降低环境温度或更换高温型激光料位计或采用水冷/风冷型激光料位计。

7.2粉尘太大

当激光光路过程中粉尘浓度太高，激光无法穿透或无法返回时，4~20mA输出保持故障前一刻值不变，RS485通信指示测量错误。

当测量透明（如水且水很深，激光透射后没有返回，此时测量表面不见瞄准激光点）也会出现这种情况。

待粉尘浓度降低时，测量转而正常。

8维护

激光料位计玻璃视窗严重沾污，激光料位计可能无法正常工作，得到错误的测量值，此时需要使用软布擦拭玻璃窗口。

必要时，使用玻璃清洁剂帮助清除污垢。

9附录

9.1激光料位计优缺点

9.1.1激光料位变送器优点

1、能耗小，能量集中，回波率高。

2、安装空间小，能测量直径很窄的罐或釜的料位,也可侧装。

3、所见即所得，点对点，精确测量。

4、进料无影响（如图）。

图9.1进料影响情况示意图

5、发散角度小，无虚假回波，快速响应。

6、在中间有搅拌器,侧壁空间狭小的矿料粉碎斗测量。

7