OTTCBS气泡水位计安装规范.docx
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OTTCBS气泡水位计安装规范.docx
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OTTCBS气泡水位计安装规范
CBS气泡水位计
使用手册
一、应用范围
OTT-CBS是用于连续测量水位的精巧型气泡水位计,用于测量随季节性水位变化较大水域、细长而平坦的斜坡、堤坝/桥/水坝的入口和水闸等、地下水、岩基、有可能结冰或淤塞的验潮井、干燥地区(水库,旱谷等等)。
该仪器应该安装在室内或一个有保护的机架内。
标配仪器适用于使用2毫米内径4毫米外径的10到100米测管,测量0-15米或1-30米不同量程内的水位。
二、产品描述
仪器内部的活塞泵产生压缩空气,流经专用气流线,按设定好的间隔进入气室,在气室里,气泡均匀地冒出来进入水中。
气泡室孔上水的液位(h)与测量管内流体静压(P)建立关系如下:
P=ρgh
那么,假设液体的密度保持不变,则测量液位和测量管内的空气压力之间就存在一定的线性关系。
通过测量测管内的空气压力,就可以换算出当前的水位了。
这就是气泡水位计测量液位的基本原理。
简单的安装、设置和操作:
无需任何设置或操作软件,用户可以直接通过仪器上的Dip开关进行现场设置;
防雷:
在水下没有电子部件;
使用寿命高达5年:
在最小每分钟测量一次的情况下具有5年的使用寿命;
集成接口:
SDI-12、RS-485、RS-232数字输出接口,4-20mA模拟输出接口;
智能压缩泵,无需维护:
自动调节功耗,保证精度;
压差测量原理,无零点漂移:
即使在盐水或受污染的水体中,读数也准确而稳定;
过压保护功能;
量程:
0-15m/0-30m
精度:
标准±5mm
分辨率:
1mm/0.1mBar
单位:
m、cm、feet、mBar、psi
测量间隔:
1min-24h
输出:
SDI-12、RS-485、RS-232、4⋯20mA(0.1%,15Bit)
供电:
10-30VDC
通常:
12V/24V
功耗:
测量间隔1分钟:
320mAh/天
测量间隔15分钟:
25mAh/天
测管直径:
φ2mm;
通讯(OTTCBL可选):
ISDN、SMS、GPRS、IRDA
集成净化功能
过载保护
温度范围:
操作温度:
-20⋯60°C
存储温度:
-40...85°C
相对湿度:
10-95%无冷凝
尺寸:
165mmx205mmx115mm
重量:
1500g
外壳材料:
ABS工程塑料
保护等级:
IP43
EMC标准:
IEC61326、EN61326
EMC限制:
静电排放电阻(ESD):
符合EN61000-4-2,严格等级为24Kv接触排放
电磁场的电阻:
符合EN61000-4-3,严格等级为3(3V/m)
瞬变场的电阻:
符合EN61000-4-4,严格等级为5(4kV)
电涌电阻符合EN61000-4-5,严格等级为5(4kV)
线干扰和辐射干扰:
符合55022B类(30…1000MHz)
由于智能泵技术的应用,量程为15米和30米的CBS气泡水位计在主机和附件的配置上有很大区别;30米量程要求主机有更大的功率,并且对进入气泵的空气也要求必须通过干燥剂室进行干燥,以保证设备的长期、稳定、高精度工作;
一套15米量程设备包括:
15米量程主机一台
φ2/4mm测管一根
气室(含三通)一台
1套安装组件(带紧固件的顶帽式导轨槽;端子螺丝;跳线针)和1本操作手册。
一套30米量程设备包括:
30米量程主机一台
干燥剂室一件
φ2/4mm测管一根
气室(含三通)一台
1套安装组件(带紧固件的顶帽式导轨槽;端子螺丝;跳线针)和1本操作手册。
三、安装与连接
气泡水位计的安装质量直接影响仪器使用的可靠性,在安装时请务必遵循安装要求和安装原则。
图1OTT-CBS视图
注意:
仪器工作电压一定要在10—30VDC范围内!
严禁仪器直接连接到110V或230V的电源!
3.1CBS主机安装
3.1.1安装固定
OTT公司的CBS气泡传感器是一种精密测量仪器,应该安装在室内或室外有保护的机箱内的安全位置。
OTTCBS的安装准备工作
如果有必要且您还没有这样做的话:
请使用DIP开关设置运行参数(见4.3章节)。
固定OTTCBS
OTTCBS的设计是只能采用顶帽式导轨槽的安装方式(顶帽式导轨槽是OTTCBS自带的)。
安装位置要选择干燥且无灰尘的位置,例如水文站或控制室。
首先,将OTTCBS附到顶帽式导轨槽的上部,然后向下按,直到锁定在合适的位置为止。
OTTCBS的拆除
首先将一个锁定装置向下按,然后在这一点轻轻向前拉OTTCBS。
向下按第二个锁定装置,将OTTCBS从顶帽式导轨槽上向上拆除。
如下图:
将CBS固定在顶帽式导轨槽上(左侧)/拆除(右侧)
图2
3.1.2将测量管连接到OTTCBS上
如需将测量管安装到OTTCBS上,请按照下列步骤操作:
图3在OTTCBS上连接测量管
具有2mm内径的测量管
●使用一把锋利的刀切掉测量管的一端,并将其推到厂家配置的连接头上。
测量管的最大长度为:
100米
3.1.3连接OTTCBS
OTTCBS具有下列通讯接口:
●SDI-12
●4…20mA(电流回路)
●RS-485,2线(使用物理的RS-485通讯接口的SDI-12通讯协议)。
以及
●电源连接(Ubat+GND)
图4OTTCBS上的螺丝接线条A和B的分配
三种通讯接口使得OTTCBS既可以与OTT数据记录器(DUOSENS\LOGOSENS)连接,也可以通过RS485与我们燕禹RTU2000遥测终端连接;
所有的电路连接都可以使用位于OTTCBS下面的模块A和B的接线端子上的两个接线条完成。
3.1.4电源连接
OTTCBS需要的电源为10…30VDC,12/24VDC(例如,使用电池或电源供电,具有电气隔离的低压电源)。
在测定电源的尺寸时,请注意以下几点:
●每天消耗的最大电压:
3700mAh(通常为320mAh/天)(测量间隔为1分钟,测量管为100米,使用4…20mA通讯接口)。
●峰值电流消耗:
瞬间最大值为2A。
●使用细保险丝保护电压(例如,2.5A,慢融型保险丝)
●使用太阳能电池板时,我们建议使用过压保护装置。
●在为OTTCBS供电时,请按照下列步骤操作:
●如上图所示,将电源与OTTCBS上的螺丝接线条A连接起来。
●备注:
●OTTCBS上没有用来开机或关机的开关。
一旦接通电源,OTTCBS就可以运行了。
●每次连接好电源之后,活塞泵都会运行约400个来回(大约为5分钟的运行时间)。
3.1.5使用RS-485通讯接口将OTTCBS与LogoSens2或DuoSens连接起来
2。
●如图5所示,将OTTCBS与LogoSens2水站管理器或DuoSens紧凑型数据记录器连接起来。
请仔细阅读LogoSens2/DuoSens的操作手册。
●图5:
使用RS485通讯接口将OTTCBS与LogoSens2或DuoSens连接起来(SDI-12通讯协议)。
图5
螺丝接线条下面或上面的字母可以识别LogoSens2/DuoSens/CBS上可能的连接。
OTTSDIRS485功能模块也使用相同的方法进行设置。
●接线盒:
LogoSens2:
A…R
●DuoSensSDI-12主板:
A3-4(指定)
●DuoSensOTTSDIRS485:
A1-2(指定)
●LogoSens2/DuoSens使用的接线盒(螺丝接线条)。
●丛属地址:
SDI-12总线地址。
每个从属地址都只能分配给SDI-12总线一次(检查/设置:
见LogoSens2/DuoSens的操作手册,SDI-12章节透明型)。
典型设置:
0(只有1个OTTCBS连接到接线盒上;无总线运行操作)。
●数值编号:
确定OTTCBS记录的是哪一个通道的数值。
典型设置:
1(7个数值中的第一个:
液位的单位为米)。
●测量模式:
(M!
OTTCBS七个数值中的最大值)
●数值编号/虚拟的终端编号:
将OTTCBS后续的四个数值分配给虚拟的终端(液位的单位为厘米;液位的单位为英尺;压力的单位为mBar,压力的单位为Psi;温度的单位为℃;状态;更多信息请参见第九章,命令aM!
和aV!
)。
●在相关的通道功能模块中,调整我们需要的单位以及小数点后面的数字(m:
3;cm:
0;mbar:
1;psi:
3;℃:
1;状态:
0)。
备注:
为了记录OTTCBS全部的七个数值,LogoSens2/DuoSens中的7个通道都要使用。
一个通道含有功能模块SDI-12主板或OTTSDIRS485做为输入信号。
其余的每个通道中都含有功能模块虚拟传感器(V02-V07)做为输入信号。
当然,只有单个的通道可以被记录下来。
在这种情况下,在数值编号/虚拟终端编号字段,所需输入的信息更少。
注意:
测量时间至少要达到1分钟。
3.1.6使用4…20mA通讯接口将OTTCBS与LogoSens2或DuoSens连接起来
●如图6所示,将OTTCBS与LogoSens2水站管理器或DuoSens紧凑型数据记录器连接起来。
请仔细阅读LogoSens2/DuoSens的操作手册。
最大线缆长度/建议使用的线缆横截面:
确保线缆的电阻与其它电阻器的电阻之和不会超过最大允许的负载电阻(见4.5章节)。
图6
使用100Ohm的OTT电阻器(订货号:
55.550.126.4.2)!
螺丝接线条下面或上面的字母可以识别LogoSens2/DuoSens/CBS上可能的连接。
在如图所示的应用中,环路电流的供给是通过OTTCBS实现的。
对使用4…20mA通讯接口的OTTCBS的LogoSens2/DuoSens进行配置
●使用功能模块I4-20mA(LogoSens2)或U/I/Pt100/…(DuoSens)(模拟传感器标签)创建LogoSens2/Duosens通道。
●应用下列设置:
图13:
设置LogoSens2I4-20mA功能模块的运行参数。
●DuoSens功能模块U/I/Pt100/…也使用相同的方法进行设置。
●接线盒:
LogoSens2:
A…R
●DuoSens:
C…F(指定)
●LogoSens2/DuoSens使用的接线盒(螺丝接线条)。
●测量模式(仅使用DuoSens):
被设置为I4-20mA
●传感器滞后时间:
在实际测量开始之前,打开LogoSens2/DuoSens输入X秒;设置为1。
●超出量程的错误代码,如果需要的话,记录错误代码。
●通过接线盒上的继电器触点提供的辅助传感器(仅适用于LogoSens2):
OTTCBS不需要。
●在通道中插入功能模块,对被测的电气值设置合适的水位值。
(例如,对于量程为15米的OTTCBS的液位测量(DIP开关5+6=ON):
点1:
4→0;点2:
20→15)。
一定要保证你注意到了DIP开关5+6的设置。
●进行深度测量时:
确保DIP开关4设为开启状态,或者通过2点缩放比例的功能转换数值。
(例如,对于量程为15米的OTTCBS的液位测量(DIP开关5+6=ON):
点1:
4→15;点2:
20→0)。
一定要保证你注意到了DIP开关5+6的设置。
●在相关的通道功能模块中,设置单位和小数点后的数值(m:
3;cm:
0;ft:
3;mbar:
1;psi:
3)。
3.2测管及保护管安装
气泡水位计安装的主要工作量集中在测管和气室的安装上,需要遵循以下原则:
安装原则:
1)测管沿程必须保证向下倾斜,避免水平部分和低点,向下倾斜度不能小于5°。
测管管口相对于底部的倾斜角更要大于5°。
2)安装路线最好在100米范围内,而且越短越好,因为由于测管延长增加的空气体积将导致测量时间延长,进而增加系统功耗。
3)最好将测管安装在起保护作用的镀锌管内,安装路线必须有比较牢固的基础,使得固定后不会发生移动。
(如果采取地埋的方式安装,土层也要有一定的坚硬度,防止测管移动。
)
4)测管出气口必须固定在最低水位以下5—10厘米处。
为防止测管被淤泥或沙土堵塞,用于保护测管的气室出气口不应进入淤泥层中,同时要求河道的河床不能频繁变迁。
5)测管的弯曲角度不应小于120°,安装时尽量避免折弯测管。
6)不要在气温低于-5℃时安装测管。
安装可能需要的工具:
1)镀锌管切割机、扳牙套丝工具、管线钳一套,用于镀锌管的安装。
2)常规工具一套,包括打孔、焊接、固定等工具。
3)小船一条,用于河岸边或水下安装。
安装可能需要的材料:
1)镀锌管:
管壁厚度要符合国家标准,不可选太轻太薄的管材,以便对接牢固,起到对测管保护和固定的作用(测管保护管)。
直径2厘米,每根长度3米。
数量根据测管安装路线的长度而定,计算好后加1—2根备用。
另,单独做一根长度为1-1.5米镀锌管(气室保护管),用做连接在气室之下面,保证气室和水底的最少接触,避免水底污泥造成气室的堵塞;
2)镀锌管连接直(弯)管头:
直径2厘米,数量根据镀锌管的数量及安装路线的折弯次数而定,另多加几只备用。
折弯角度最好在120°左右。
3)镀锌管固定卡(夹):
每隔1—2米使用1只固定保护管。
4)镀锌铁丝:
直径2毫米左右,长度10米,用于捆绑固定。
5)膨胀螺栓:
直径6—8毫米,根据固定卡(夹)的数量确定。
6)测管连(转)接头:
1只,用于测管延长或不同内径测管间的转接。
3.3气室的安装
图7测量管的布线要求
由于工程项目中施工期内不一定能保证现场水位为历史最低水位,因此,测管的保护管应在气室位置,延长一段长约1.5米的气室保护管,保证气室距离水底污浊物的最小距离;安装过程中,请确保注意以下关键点:
1)一般气室为铺设保护管时,预先安装在保护管上的;因此,
2)一定要保证气室最终安装位置方向为:
底部平行于水面,垂直安装;
3)观察调试阶段的水面气泡是否连续、稳定,气泡冒出位置唯一;否则,可断定气室倾斜或者松动;
3.4干燥剂室的安装
30M量程CBS干燥剂室安装(15M量程CBS不需要干燥剂)
请确保在安装过程中,遵循以下几点:
●连接管必须保持干燥
●不要把干燥剂部件安装在密封的控制柜内
●只可垂直安装(参图示)
●安装地点应尽可能安装在防潮的地方
●干燥剂切勿暴露于雨水或者滴水
●安装前不要移除密封
安装步骤:
●将干燥剂的铝支架至少用2个螺钉安装在合适的表面上(木螺钉及墙上插座有提供)。
不要将螺丝完全紧固,以便于以后干燥剂的拆卸维护(插槽)
●将CBS主机与电源完全分开(拔出螺丝接线板)(封条)
●进气过滤器已不再需要,将CBS上进气过滤器用9号螺丝刀小心拧出,用连接的干燥器室代替。
●将拧入连接件与密封环,连接到CBS上并手工固紧
●移除干燥剂上的运输密封
●将盖螺帽拧到连接管上
●将连接管分别连接在CBS主机跟干燥剂上,确保连接牢实
●拧上盖螺帽并手工固紧
●连接电源
如何更换干燥介质:
●将CBS于电源断开(拔出螺丝接线板)
●将干燥剂部件的铝支架从固定螺丝上卸下来
●卸下红色的螺丝帽
●倒出使用过的干燥介质。
此干燥介质可作为普通生活垃圾处理掉
●将干燥介质更换袋剪开一个小口,将新的干燥介质倒入容器内,大约在注入口下1厘米
●即刻拧上螺丝帽并手工轻轻固紧
●将干燥剂再次固定
●重接电源
提示:
空气湿度显示器在更换干燥介质60分钟内会重新生成(所有颜色区将再次变蓝)
安全提示:
注意:
干燥剂由碱、氧化铝、硅酸盐组成,因此更换过程中,避免干燥剂接触皮肤或眼睛。
四、OTT-CBS的运行参数指标
按以上三中说明要求,完成现场的安装与连接。
第一次接通电源,活塞泵都会运行约400个来回(大约为5分钟的运行时间)。
这段时间内,CBS不进行测量,RTU-2000遥测终端也没有读取数据;
我们通常出场设定RTU-2000遥测终端对于水位的测量时间要求是6Min;而CBS运行测量的第一个周期为校准,从第二个测量周期开始有读数;因此,在CBS接通电源后17分钟才会出现水位值;
如果,第二次读取数据和第一次由较大误差,则需要等待第三次的数据;一直到连续两次读取数据有较高的一直性,才会读数;
在OTTCBS前面有一个泵膜按键(见图8)。
按下该按键可以激活清洗功能。
LED状态指示灯会亮两秒钟。
使用激活清洗功能时,CBS会按照所需的时间间隔,通过测量管用泵产生大量空气(见第4.6.1章节)。
清洗功能也可以通过SDI-12的命令激活。
图8:
在OTTCBS上使用膜键手动激活清洗功能
备注:
按下膜按键,至少持续1秒钟,否则的话,会调用错误内存,并在LED状态灯上显示。
八个DIP开关位于OTTCBS底部的一个盖子下面。
(见图1)。
可以使用这些开关设置下面这些参数:
●DIP1,2,3设置SDI-12通讯接口的类型。
●DIP4设置测量类型,确定是液位测量或深度测量*
●DIP5+6设置量程*
●DIP7设置公制的或英制的单位(m/mbar或英尺/psi)*
●DIP8设置测量类型为水位测量或压力测量*
*这些设置仅对4…20mA的通讯接口有影响。
使用DIP1…3选择OTTCBS的SDI-12通讯接口类型(螺丝接线条B;触点1到4)。
请注意每种情况只能使用一个通讯接口:
4…20mA或SDI-12(通讯接口不能并行操作)。
SDI-12通讯接口
图9:
设置OTTCBS的SDI-12通讯接口的类型
SDI-12通讯接口的可选型号
●标准的SDI-12通讯接口(通讯协议和物理接口:
SDI-12)
●使用RS485通讯接口的SDI-12,无终端(使用物理的RS-485通讯接口的SDI-12通讯协议)。
如果有多个OTTCBS并行连接到一个RS485线缆上(总线操作),则除了总线最末端的一个装置之外,所有的OTTCBS都可以使用该设置。
●使用RS485通讯接口的SDI-12,有终端(使用物理的RS-485通讯接口的SDI-12通讯协议)。
在以下这些情况下,使用该设置:
-多个OTTCBS并行连接到一个RS485线缆上(总线操作),总线最末端的一个装置除外,或者:
-只有一个OTTCBS连接到RS485的线缆上。
…20mA通讯接口对液位或深度测量的测量类型
深度测量
液位测量
图10:
设置OTTCBS的测量类型,液位测量或深度测量(4…20mA通讯接口)。
…20mA通讯接口的量程
使用DIP5和6,您可以将OTTCBS的量程(15或30米)缩小到较低的量程。
如果不需要使用整个流程时,这种做法对于4…20mA的通讯接口而言,可以获得更高的分辨率。
例如:
水位为2米时,可以使用16mA的量程(DIP开关5+6=OFF)。
CBS型
标准型+30米量程
USGS技术参数
15m/50ft30m/100ft
(非缩放量程)(非缩放量程)
8m/25ft15m/50ft
4m/12ft8m/25ft
2m/6ft4m/12ft
1.5bar/3psi0.4bar/6psi
图11:
缩放OTTCBS的量程(4…20mA通讯接口)。
…20mA通讯接口的测量系统
英制测量系统:
英尺+psi
公制测量系统:
m+mbar
图12:
设置OTTCBS的测量系统(4…20mA通讯接口)
…20mA通讯接口对水位或压力测量的测量类型
压力测量
水位测量
图13:
设置水位或压力测量的测量类型(4…20mA通讯接口)
图14:
运行参数的出厂设置
●标准的SDI-12通讯接口;液位测量;非缩放的量程;公制系统;水位测量。
4.4SDI-12的命令和响应
OTTCBS会执行下列SDI-12的标准命令:
命令
响应
描述
a!
a
认可激活
aI!
allccccccccmmmmmm…
…vvvxxxx
发送确认
OTTCBS响应=13OTTHACHCBS107
aAb!
b
更改地址
?
!
a
地址问询
aM!
atttn
在正常模式下开始测量。
测量值按照下列模式输出:
D0:
液位[m]
D1:
液位[m];分辨率:
1cm
D0:
液位[ft]
D3:
压力[mbar];分辨率:
0.1mbar
D4:
压力[psi];分辨率:
0.001psi
D5:
温度[℃];分辨率:
℃
D6:
状态(见命令aV!
)
aD0!
a
发送数据
答案基本如下:
a=装置地址<数值>=pd.d=+1000
(液位值–每个值中9位数中的最大数值和每个查询中的35个字符)。
如果需要一些测量值,可能会有必要继续进行进一步的查询,例如aD1!
。
aV!
atttn
开始验证。
验证工作会持续1秒钟,并会给出一个数值做为最后的测试结果:
D0:
a+0
无错误
D0:
a+1
液位太低(<5cm)
D0:
a+2
过载(量程超出)
D0:
a+4
供电电压太低。
D0:
a+8
泵的马达过载。
D0:
a+16
监视器出错
D0:
a+256
数据内存故障
D0:
a+512
数据总线故障
D0:
a+1024
模拟转换器故障
D0:
a+2048
测量池故障
故障大于1个:
故障总和
备注:
256-2048号信息表示的是硬件问题,只能由OTT公司的维修中心修理(见第11章)。
在这种情况下,您需要将您的OTTCBS发送给我们。
16号信息意味着您的设备已经重启。
无需采取什么行动干预。
*答案中包含下列信息:
a=装置地址
+++=001=时间,以秒为单位,直到传感器可以再次工作
n=5=被测值的个数
关于SDI-12标准命令的更多信息,您可以在SDI-12的文献资料中找到;基于微处理器的传感器的串行数字化接口标准;版本1.3(见网页:
www.sdi-12.org)。
OTTSDI-12的所有高级命令都以O开始。
使用这些命令,可以通过数据记录器的透明模式对OTTCBS进行配置。
命令
响应
描述
aOXP
aOXP
激活清洗功能。
参数
0=禁用清洗功能
1=激活清洗功能
aOXP
或aOXG!
a
设置/查询本地的重力常数。
c:
极性(+或-)
bb:
小数点之前的数值
aaaaaa:
小数点之后的数值(最多6位)
默认设置:
+980665
aOXT
或aOXT!
a
设置/查询本地的水温。
c:
极性(+或-)
bb:
小数点之前的数值
aa
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- OTTCBS 气泡 水位计 安装 规范