WFHA型全量机械编码水位计.docx

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WFHA型全量机械编码水位计

南水?

WFH-2A型全量机械编码水位计

使用说明书

南京水利水文自动化研究所防汛设备厂

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”品牌产品！

“南水?

”是南京水利水文自动化研究所拥有并授权南京水利水文自动化研究所防汛设备厂使用的注册商标。

使用本产品之前，请您务必仔细阅读使用说明书，这会有助于您更好地使用本产品。

南京水利水文自动化研究所防汛设备厂不对您未按照使用说明书的要求而操作本产品，或未能正确理解使用说明书的要求而误操作本产品所造成的损失承担责任。

南京水利水文自动化研究所防汛设备厂致力于不断改进产品功能和性能、提高服务质量，并保留对使用说明书的内容进行更改而不预先另行通知的权利。

使用说明书中的图片仅供参考，若有与产品实物不符之处，请以产品实物为准。

使用说明书中未尽事宜，请详询生产商。

目次

2主要技术性能及参数1

3结构特征与工作原理3

4安装、调试4

4.1安装条件及安装技术要求4

4.2安装程序、方法及注意事项4

4.3调试程序、方法及注意事项6

6故障分析与排除9

7产品配置清单9

8保修及服务10

1主要用途及适用范围

WFH-2A型全量机械编码水位计用于观测江河、湖泊、水库、水渠、地下水等水体水位的变化，并将这种变化通过机械编码的方式转换为开关数字量输出，可供水文站网、防汛、水资源水环境监测以及相关科研部门进行水位数据的采集、传输、处理、显示、记录和存储等。

WFH-2A型全量机械编码水位计执行并符合下述标准：

GB/T11828.1-2002《水位测量仪器浮子式水位计》。

WFH-2A型全量机械编码水位计适用于具有垂直水位测井的水位观测站。

2主要技术性能及参数

1）浮子直径：

Φ150mm（特殊订货：

Φ100mm）

2）水位轮工作周长：

320mm

3）平衡锤直径：

Φ20mm

4）测量范围：

0～40m（特殊订货：

0～10、20、80m）

5）分辨力：

1cm

6）水位变率：

≤100cm/min

7）测量精度：

量程≤10m时，±2cm

量程＞10m时，±0.2%

8）输出形式：

12bit格雷码

9）显示方式：

5位机械数字显示

10）工作环境：

温度：

－10℃～＋50℃（水体不结冰）

湿度：

≤95%RH（40℃无凝露）

11）外形尺寸：

宽14.6×深15×高14（cm3）

（仅指编码器）

12）净重：

1.2kg（仅指编码器）

3结构特征与工作原理

WFH-2A型全量机械编码水位计由编码器、浮子、水位轮、传动钢丝绳、平衡锤等组成（参见图1）。

浮子用于感知水位的变化。

理论上，大直径浮子有助于提高测量准确度及稳定性。

WFH-2A型全量机械编码水位计标准配置的浮子直径为Φ150mm，可用于40m水位量程。

量程较小、安装空间受限的情况下，可选用Φ100mm的小浮子。

只要测井足够大，就应选用大直径浮子。

平衡锤用于力的平衡，控制钢丝绳的张紧，保证浮子“吃水线”位置始终处于其最大外圆高度的1/2处。

传动钢丝绳用于力及运动的传递。

量程较小时，可忽略其自重对传动过程及测量准确度的影响。

水位轮用于将水位的涨落变化精确地转换为角位移量的变化，并传递给编码器。

编码器用于将角位移量转换为格雷码制编码并输出。

水位计工作时，其传动过程中力的传递是由浮子及平衡锤的重力作用、水体对浮子的浮力作用、摩擦阻力的作用等共同完成的。

在水位没有变化的情况下，以上三种作用力处于一种平衡状态；一旦水位发生变化，并且这种变化累积到一定量，浮力的变化足以克服摩擦阻力时，上述三种作用力的平衡关系就被打破（直至达到新的平衡状态），从而经由传动钢丝绳将这种不平衡力所产生的直线运动转换为水位轮及编码器输入轴的旋转运动，再由编码器转换为数字编码信息量输出。

4安装、调试

4.1安装条件及安装技术要求

WFH-2A型全量机械编码水位计应当在适宜的水位测井内工作。

水位测井应当符合SL384-2007《水位观测平台技术标准》的规定。

一般要求浮子和平衡锤与测井内壁之间的间隙值应不小于7.5cm。

测井下端的进水口应可使测井内、外水位在各种水流条件下保持一致，并同步上升或下降。

其断面不宜过小，以避免泥沙淤积及测井内水位滞后，一般情况下，应保证测井内水位滞后不超过2cm；但是，若其断面过大，测井外水体的波浪将会对测井内的水体产生直接影响。

通常情况下，主要考虑泥沙淤积问题，进水口断面都相对较大。

WFH-2A型全量机械编码水位计的安装平台（通常为木质）设置在水位测井上方，其工作空间应具备良好的通风条件，以避免高温、高湿环境的不利影响。

安装平台应水平，不平度应不大于3°。

4.2安装程序、方法及注意事项

（1）在水位测井的安装平台上，沿测井的任一直径方向划一条直线（应以方便观测为宜，通常从正常观测位置来看，这条直线是纵向的），然后确定测井的中心位置。

在这条直线上，从测井中心位置向观测者方向18.5mm（选用Φ100mm浮子时，该尺寸为31mm）处钻一个约20mm的孔，该孔作为浮子端传动钢丝绳的过线孔；再以该孔为基准，沿着直线向远离观测者的方向102mm处钻一个同样大小的孔作为平衡锤端传动钢丝绳的过线孔（参见图2）。

测井口径足够大的情况下，用户可不必套用上述程序，原则上以能够保证浮子、平衡锤与测井内壁之间有充分的间隙为宜。

（2）将水位轮固紧于编码器的输入轴上（其中一个螺钉须抵在平面上，以防可能出现的打滑现象），待用。

（3）将传动钢丝绳从安装平台上方向下穿入平衡锤端过线孔，再从平台下方取出绳端，待用。

（4）取下平衡锤上端的悬吊螺钉，将绳端从悬吊螺钉小端穿入，打结，拉紧钢丝绳，直至绳结缩进悬吊螺钉的孔内（参见图3）；剪去露出的多余钢丝绳，再将悬吊螺钉旋入、固紧于平衡锤上。

（5）将平衡锤放入测井，直至触及井底，安装平台以上约1.5m处剪断钢丝绳。

（6）绳端从平台上方向下穿入浮子端过线孔，再按前述相似的方法，将传动钢丝绳与浮子固紧。

（7）编码器（连同水位轮）摆放到预定位置，传动钢丝绳绕过水位轮，将浮子缓慢地放入测井，直至触及水面并自动寻找到平衡点。

注意：

上述过程中，应保护好传动钢丝绳，防止传动钢丝绳的工作段出现明显折弯或过度扭曲现象，从而影响到传动的平稳。

（8）微调编码器的位置，使水位轮两端的传动钢丝绳处于过线孔的中心，然后用木螺钉将水位计固紧于安装平台上。

WFH-2A型全量机械编码水位计不提供数据传输电缆，请用户自备。

建议使用14～16芯（其中留1～3芯作为备用）屏蔽电缆，与产品所提供的19芯航空插头之间进行焊接。

19芯航空插头引脚定义：

从低位到高位为1～12脚，19脚接地。

4.3调试程序、方法及注意事项

安装完毕后，应校对水位值。

轻轻提起钢丝绳，使之与水位轮稍稍脱离；拨转水位轮，直至水位计显示值与水尺读数一致，完成后再轻轻放回钢丝绳并作适当微调。

注意：

a.水位计所显示的读数单位为cm；b.在高海拔地区，水尺读数可能并不代表实际水位。

实际水位值=水尺零点高程＋水尺读数；c.水位计适用最大水位变幅为40.95m。

若观测点水尺读数超出上述值（如：

您选择了最低位置的水尺作为零点），但水位变幅未超出，可重新选择水尺零点高程。

可以以假定基面、测站基面或冻结基面作为零点高程的起算点（水文资料整理时应注意上述基面与绝对基面之间的关系）。

与RTU或其它终端设备配接时请注意：

WFH-2A型全量机械编码水位计的编码方式采用格雷码制，并取反码（编码器内部微动开关接常闭端子）。

5使用、操作及维护

水位计安装完成后即处于正常工作状态，无需人工干预。

日常使用和维护过程中应注意以下几个方面：

（1）非专业人员请勿拆卸编码器。

若确需检测内部线路板，请打开编码器前盖（未安装航空插头的那面），旋下两个固定螺钉并拔下排线插头，即可抽取出开关线路板。

注意：

开关线路板是编码器内部唯一可由非专业人员拆卸的部分，拆卸后严禁对微动开关施加不适当的外力。

（2）水位计工作范围为00000～04095（显示值），不可超范围使用。

无论是否处于工作状态，不可猛烈拨转水位轮。

水位计编码器的机械显示值以00000～99999循环，其编码输出以00000～04095循环。

（3）经常保持测井内水体的相对清洁，定期清理测井中可能出现的水草、漂浮物、沉积物或其它影响浮子在测井中正常工作的杂物。

（4）每次巡视时应注意测井内水体有无异常波动，因为过于频繁的水体波动将会直接影响水位计的使用寿命，这种情况下应及时改造测井。

1．过于频繁的水体波动直接影响编码器内部处于编码低位的微动开关的使用寿命。

若以20次/min波动频率计算，编码最低位的微动开关每年将会工作1.05×107次。

2．在20℃、65%RH的使用环境条件下，以AC250V、1A、动作频率30次/min的工作条件计，微动开关的电气寿命约为70万次。

仅供参考。

3．不能及时改造测井的情况下，建议及时更换开关线路板。

（5）定期校对水位，以避免或减小水位计长期工作过程中受各种因素的影响而可能产生的重复和累积误差值。

沿海地区因潮汐的影响，应更加频繁地做这方面的工作。

校对水位前，应核对当前误差值。

若误差值超出正常范围，则应检查测井、传动各环节以及编码器等是否正常。

建议在误差值超出±1cm时，应及时校对水位。

（6）沿海地区，长期盐雾的侵蚀可能会导致编码器壳体的密封性能下降，从而导致编码器内部元器件（微动开关）、关键传动件（如轴承）等的过早失效。

为保证水位资料的延续性，应及时更换水位计。

（7）枯水季节，一些测井可能会因为泥沙的淤积而成为枯井，从而导致浮子深陷淤泥，此时强行“拔”出浮子往往致其损坏，这种情况下应定期清淤或改造测井。

（8）冬季冰期，测井内水体表面、测井内壁可能结冰，这会影响水位计的正常使用。

若冰期较长的话，建议从测井内取出浮子和平衡锤，保存好，待冰期过后再恢复使用。

6故障分析与排除

故障现象

原因分析

排除方法

水位计机械显示值与通过并行口读得的数值不一致

1．超范围使用

2．编码器被人为拨转多圈后的“正常”显示或编码错乱

3．编码器内部线路短路或存在虚焊或微动开关损坏

1．编码器显示值调整到初始的00000～04095

2．编码器显示值调整到初始的00000～04095

或送生产商维修、或交由专业人员修理

3．检查内部开关线路板、微动开关及插头

对水位变化没有反应或产生突变反应

1．水位轮未固紧于编码器输入轴上

2．浮子或平衡锤擦碰井壁

3．浮子陷入淤泥

4．编码器内部固定螺钉松脱

5．编码器内部进位受阻

6．水位变率高，传动打滑

1．重新固紧水位轮

2．重新安装

3．及时清淤或改造测井

4．送生产商维修或交由专业人员修理

5．送生产商维修或交由专业人员修理

6．增加钢丝绳传动摩擦

误差值大

1．长期未校对水位

2．传动钢丝绳重量转移（水位变幅很大时，钢丝绳自重集中于浮子端或平衡锤端）

1．定期校对水位

2．正常现象

建议水位变率不高时，经常校对水位

7产品配置清单

请根据以下清单内容，仔细核查您所收到的产品。

若有疑问请咨询系统集成商或直接致电生产商。

·产品标准配置：

1）编码器（测量范围0～40m）......................................1件

2）水位轮（含水位轮固定螺钉2个）............................1件

3）传动钢丝绳（20m）.....................................................1件

4）浮子（Φ150mm）.........................................................1件

5）平衡锤............................................................................1件

6）木螺钉（用于编码器的固定）....................................4件

7）19芯航空插头...............................................................1件

8）产品使用说明书............................................................1份

9）产品合格证....................................................................1份

·产品可选配置：

1）编码器（测量范围0～10m、20m、80m可选）

2）传动钢丝绳（请根据水位变幅及安装点的高程选择）

3）浮子（Φ100mm）

4）RS485分路器

5）用于斜井水位观测的附件

8保修及服务

为便于您获得更满意的服务，保障您的权益，请您认真阅读以下条款：

（1）若水位计有任何质量或工艺缺陷，您可获得自销售之日起为期一年的免费保修服务。

但下述情形除外：

1）人为造成产品损坏的；

2）擅自改动导致产品损坏的；

3）操作不当引起产品损坏的；

4）意外或其它不可抗力导致产品损坏的；

5）故障产品返厂维修途中，由于包装或运输不当造成产品损坏的。

（2）保修服务不扩延至易耗品及附件，如19芯航空插头、木螺钉等。

（3）维修或替换过的零部件享有六个月的保修服务。

六个月期满，产品仍在保修期内的，顺延至保修期满。

（4）保修期外的产品可获得无限期的有偿服务，包括但并不限于维修。

以上条款取代系统集成商、代理商明示或暗示的服务承诺；与国家相关法律、法规有冲突的，依照国家法律、法规执行。

生产商：

南京水利水文自动化研究所防汛设备厂

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南京市雨花台区龙西路11号

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