Радарный измеритель уровня с более компактной архитектурой RF Частота измерения 80 ГГц Напряжение питания 9 ~ 24 В

1. Введение

1.1 Обзор продукта

Радарный датчик уровня KWL801B-RS485 соответствует стандартным спецификациям, изложенным в национальном стандарте DB50/T 826-2017 для измерителей уровня.Его основной компонент имеет полностью герметичную гидроизоляцию IP68.

Максимальный диапазон измерения продукта составляет до 40 метров, при этом минимальная слепая зона составляет менее 6 см.

Благодаря более высокой частоте и более широкой полосе пропускания он обеспечивает превосходную точность.Дополнительно в комплект поставки продукта входит фиксированный кронштейн для установки.

1.2 Принцип обнаружения

Радарный датчик уровня основан на принципе отражения во временной области (TDR).Электромагнитный импульс распространяется по кабелю или зонду со скоростью света.При встрече с поверхностью измеряемой среды часть импульса радиолокационного уровнемера отражается, образуя эхо-сигнал, возвращающийся к передатчику импульсов по тому же пути, а расстояние между передатчиком и поверхностью измеряемой среды составляет В прямо пропорциональна времени распространения импульса, отсюда и рассчитывается высота уровня.

2.Особенность

• На основе КМОП-чипа миллиметрового диапазона собственной разработки.
• Более компактная радиочастотная архитектура
• Более высокое соотношение сигнал/шум
• Меньшая мертвая зона
• Рабочая полоса пропускания 5 ГГц
• Более высокое разрешение и точность измерений
• Меньшее влияние помех в среде установки
• Более удобная установка и
• Современный дизайн встроенной плоской антенны

3.Технические характеристики

4. Инструкции по подключению

5. Размер

6. Инструкции по установке

6.1 Япроверка перед установкой

(1) Достаньте датчик из упаковочной коробки, внимательно проверьте упаковочный лист в соответствии с руководством по эксплуатации и проверьте комплектность принадлежностей оборудования.

(2) Внимательно прочитайте инструкцию по эксплуатации и сертификат продукта.

(3) Проверьте, нет ли каких-либо повреждений внешнего вида прибора, особенно, не поврежден ли основной блок, и будьте осторожны, размещая основной блок правильно, чтобы предотвратить его опрокидывание.

6.2Радарустановка датчика уровня

6.2.1Проверьте перед установкой

Перед установкой датчика проверьте следующее:

Есть ли деревья или другой мусор над средой на месте установки.

Установлен ли монтажный кронштейн горизонтально.

Если монтажный кронштейн невозможно установить горизонтально, необходимо отрегулировать кронштейн в соответствии с градиентом поверхности датчика, чтобы убедиться, что датчик находится в горизонтальном положении.

6.2.2 Установка

(1) Убедитесь, что датчик расположен перпендикулярно поверхности среды.

(2) Избегайте излучения передающим лучом объектов, создающих помехи, и создания ложных эхо-сигналов.

Ниже приведены типичные условия работы:

Установка верхней нити Установка нижней нити

Убедитесь, что радарный уровнемер установлен перпендикулярно поверхности среды.

Наклон ослабит амплитуду принимаемого сигнала и повлияет на нормальную дальность.

Внимание:

Старайтесь держать датчик зафиксированным, чтобы избежать дрожания при установке, и сохраняйте окружающую среду как можно более открытой.

1. Расстояние между датчиком и поверхностью измеряемой среды превышает 30 см, чтобы обеспечить перпендикулярность передней поверхности датчика (антенны) к измеряемой среде.

2. Расстояние между датчиком и краем резервуара, краем бассейна, краем речной плотины и краем бассейна превышает 0,5 метра;

3. Выберите положение поверхности воды с небольшими колебаниями для установки модуля (старайтесь не устанавливать в порт впрыска воды, выпускное отверстие и другую поверхность воды с большими колебаниями, чем больше колебания поверхности воды, тем хуже точность измерения)

7.Протокол связи MODBUS-RTU

7.1 Протокол MODBUS

1. Параметры аппаратного интерфейса протокола связи.

Датчик использует связь через последовательный порт, а параметры по умолчанию следующие:

Таймаут между кадрами 50мс.

2. Формат протокола связи.

Указатель уровня воды осуществляет внешнюю связь с использованием протокола связи Modbus RTU.Каждый полный кадр данных включает в себя: поле адреса, код функции, данные и контрольную сумму.Контрольная сумма — это данные проверки CRC16 кадра данных, при этом младший байт предшествует старшему байту.Заводской адрес датчика по умолчанию — 0x7F.

Формат команды запроса и формат данных ответа радара описываются следующим образом:

(1) Формат параметра запроса: код функции 0x03.

Запрос:

Отвечать:

N: номера регистров

(2) Формат параметра запроса: код функции 0x04.

Запрос:

Отвечать:

N: номера регистров

(3) Установите формат параметра: код функции 0x10.

Запрос:

Отвечать:

N: номера регистров

3. Сводная таблица адресов регистров

Примечание. Адрес регистрации и тип данных некоторых параметров могут быть изменены с помощью программного обеспечения главного компьютера.После изменения адреса регистра или типа данных соответствующие инструкции операции Modbus также изменятся соответствующим образом, например: Инструкция по умолчанию для чтения пустой высоты: 0x 7F 04 0A 0F 00 02 48 0E.Если регистр высоты пустого места изменен на 00 01, инструкция для чтения высоты пустого места изменится на 0x 7F 04 00 01 00 02 2A 15.

4. Описание команд протокола связи.

Примечание:

а.Адрес устройства по умолчанию — 0x7F;

б.Данные типа с плавающей запятой в данных соответствуют стандарту двоичной арифметики с плавающей запятой IEEE754, младшие 16 бит в первом (CDAB);

в.В следующем примере адрес регистра, соответствующий каждому параметру, является адресом по умолчанию.Если адрес регистра изменяется главным компьютером, адрес регистра в инструкции по эксплуатации Modbus должен быть изменен соответствующим образом;

д.В следующем примере определение данных (тип данных/единица измерения) каждого параметра анализируется в соответствии с конфигурацией по умолчанию.Если определение данных (тип данных/единица измерения) изменяется через главный компьютер, то чтение и анализ данных должны быть изменены соответствующим образом;

7.2 Инструкция запроса данных: код функции 0x04

7.2.1 Запрос результатов измерения – уровень (т.е. высота установки – высота воздуха)

Команда запроса:

Данные ответа:

Определение данных: тип данных по умолчанию — данные с плавающей запятой (little16), единица измерения по умолчанию — метры (м), длина данных — 4 байта, а младшие 16 бит находятся в первых числах.

Код ошибки:

① Если высота установки не установлена, уровень не может быть рассчитан, и выход 0xFC FC FC FC ;

② Когда результаты измерения выходят за пределы диапазона, выведите 0xFF FF FF FF;

③ Когда датчик находится в слепой зоне, выведите 0xFE FE FE FE FE;

④ Когда энергия эхо-сигнала датчика недостаточна, выход 0xFD FD FD FD;

Пример 1:

Запрос: 7F 04 0A 0B 00 02 09 CF

Ответ: 7F 04 04 00 00 41 30 55 C7

Часть данных 0x 00 00 41 30 преобразуется в данные с плавающей запятой, то есть 11,00 м.

Пример 2:

Запрос: 7F 04 0A 0B 00 02 09 CF

Re: 7F 04 04 ФК ФК ФК ФК D4 A2

В информационной части 0x FC FC FC FC — код ошибки, указывающий на то, что высота монтажа не установлена ​​(уровень невозможно рассчитать).

7.2.2Запросить результаты измерений – высота воздуха

Команда запроса:

Данные ответа:

Определение данных: тип данных по умолчанию — данные с плавающей запятой (little16), единица измерения по умолчанию — метры (м), длина данных — 4 байта, а младшие 16 бит находятся в первых числах.

Код ошибки:

① Когда результаты измерения выходят за пределы диапазона, выведите 0xFF FF FF FF;

② Когда датчик находится в слепой зоне, выведите 0xFE FE FE FE FE;

③ Когда энергия эхо-сигнала датчика недостаточна, выход 0xFD FD FD FD FD;

Пример 1:

Запрос: 7F 04 0A 0F 00 02 48 0E

Ответ: 7F 04 04 31 13 40 10 AA B6

Часть данных 0x 31 13 40 10 преобразуется в данные с плавающей запятой, то есть 2,253 м.

Пример 2:

Запрос: 7F 04 0A 0F 00 02 48 0E

Ответ: 7F 04 04 FE FE FE F4 7B

Часть данных 0x FE FE FE FE — это код ошибки, указывающий, что датчик находится в слепой зоне и достоверные данные не могут быть считаны.

7.3 Инструкция запроса информации о конфигурации: код функции 0x03

7.3.1 Адрес подчиненного устройства широковещательного запроса

Команда запроса:

Данные ответа:

Определение данных: тип данных — данные int16, длина данных — 2 байта.

Примеры:

Запрос: FF 03 20 01 00 01 CB D4

Ответ: 7F 03 02 00 7F D1 AE

Часть данных 0x 00 7F преобразуется в целочисленные данные, которые равны 127 или 0x7F.

7.3.2Запрос скорости передачи данных интерфейса связи

Примечание. Поддерживается только скорость передачи данных: 4800,9600,19200,38400,115200.

Команда запроса:

Данные ответа:

Определение данных: тип данных — данные int32(big), длина данных — 4 байта.

Примеры:

Запрос: 7F 03 20 02 00 02 64 15

Ответ: 7F 03 04 00 00 25 80 7F 04

Часть данных 0x 00 00 25 80 преобразуется в целочисленные данные, которые равны 9600.

7.3.3Запрос информации о версии

Команда запроса:

Данные ответа:

Определение данных: тип данных — данные int32, длина данных — 4 байта.Номера версий были закодированы в формате BCD.

Примеры:

Запрос: 7F 03 20 04 00 02 84 14

Ответ: 7F 03 04 20 23 09 08 99 A8

Часть данных — 0x 20230908, данные закодированы в формате BCD, а именно номер версии — 20230908.

7.3.4Запрос параметров калибровки

Команда запроса:

Данные ответа:

Определение данных: тип данных — данные int16, единица — миллиметр (мм), а длина данных — 2 байта.

Примеры:

Запрос: 7F 03 20 52 00 01 24 05

Ответ: 7F 03 02 00 10 91 82

Часть данных 0x 00 10 преобразуется в целочисленные данные, то есть 16 мм.

7.3.5Запрос автоматического цикла отправки

Примечание. Когда период автоматической отправки>=300 мс, датчик автоматически отправляет данные.Если высота установки не установлена ​​(уровень не может быть рассчитан), введите данные о высоте воздуха;Когда высота установки установлена, нажмите данные уровня.

Команда запроса:

Данные ответа:

Определение данных: тип данных — данные int16, единица измерения — миллисекунды (мс), а длина данных — 2 байта.

Примеры:

Запрос: 7F 03 20 53 00 01 75 C5

Ответ: 7F 03 02 03 E8 90 F0

Где часть данных 0x 03 E8 преобразуется в целочисленные данные, то есть 1000 мс.

7.3.6Запрос слепой зоны

Команда запроса:

Данные ответа:

Определение данных: тип данных по умолчанию — данные float(little16), единица измерения по умолчанию — метры (м), а длина данных — 4 байта.

Примеры:

Запрос: 7F 03 20 44 00 02 85 C0

Ответ: 7F 03 04 6D B7 3E AB

Часть данных 0x 6D B7 3E AB была преобразована в данные типа с плавающей запятой, то есть 0,334 м.

7.3.7Диапазон запроса

Команда запроса:

Данные ответа:

Определение данных: тип данных по умолчанию — данные float(little16), единица измерения по умолчанию — метры (м), а длина данных — 4 байта.

Примеры:

Запрос: 7F 03 20 46 00 02 24 00

Ответ: 7F 03 04 00 00 42 20 55 4C

Часть данных 0x 00 00 42 20 преобразуется в данные с плавающей запятой, то есть 40,0 м.

7.3.8Проверьте глубину при установке

Примечание. Глубина воды на момент установки используется для расчета высоты установки.Высота установки = глубина воды при установке + высота в реальном времени при установке.При настройке глубины воды во время установки высота установки рассчитывается автоматически и сохраняется в конфигурации.

Команда запроса:

Данные ответа:

Определение данных: тип данных по умолчанию — данные float(little16), единица измерения по умолчанию — метры (м), а длина данных — 4 байта.

Примеры:

Запрос: 7F 03 20 48 00 02 45 C3

Ответ: 7F 03 04 47 AE 40 B1 E0 D5

Часть данных 0x 47 AE 40 B1 была преобразована в данные с плавающей запятой, то есть 5,54 м.

7.3.9Проверьте высоту установки

Примечание. Установите высоту монтажа, которая используется для расчета уровня.Уровень реального времени = высота установки – высота реального времени.При этом высота установки = глубина воды при установке + высота во время установки.Поэтому при настройке высоты установки глубина воды при установке будет автоматически рассчитана и сохранена в конфигурации.

Команда запроса:

Данные ответа:

Определение данных: тип данных по умолчанию — данные float(little16), единица измерения по умолчанию — метры (м), а длина данных — 4 байта.

Примеры:

Запрос: 7F 03 20 4A 00 02 E4 03

Ответ: 7F 03 04 8A 64 41 2A BE 7C

Часть данных 0x 8A 64 41 2A преобразуется в данные с плавающей запятой, то есть 10,65m.

7.4 Инструкция установки: код функции 0x10

7.4.1 Установка адреса подчиненного устройства

Команда запроса:

Данные ответа:

Определение данных: тип данных — данные int16, длина данных — 2 байта.

Примеры:

Запрос: 7F 10 20 01 00 01 02 00 01 6E 21

Часть данных 0x 00 01 преобразуется в целочисленные данные, то есть 1 или 0x01.

Ответ: 7F 10 20 01 00 01 51 D7

7.4.2 Установка скорости передачи данных интерфейса связи

Примечание. Поддерживается только скорость передачи данных: 4800,9600,19200,38400,115200.

Команда запроса:

Данные ответа:

Определение данных: тип данных — данные int32, длина данных — 4 байта.

Примеры:

Запрос: 7F 10 20 02 00 02 04 00 01 C2 00 75 3E

Часть данных 0x 00 01 C2 00 преобразуется в целочисленные данные, которые равны 115200.

Ответ: 7F 10 20 02 00 02 E1 D6

7.4.3 Установка параметров калибровки

Команда запроса:

Данные ответа:

Определение данных: тип данных — данные int16, единица — миллиметр (мм), длина данных — 2 байта.

Примеры:

Запрос: 7F 10 20 52 00 01 02 00 10 A2 4E

Часть данных 0x 00 10 преобразуется в целочисленные данные, то есть 16 мм.

Ответ: 7F 10 20 52 00 01 A1 C6

7.4.4 Настройка автоматического цикла нажатия

Примечание. Когда период автоматической отправки>=300 мс, датчик автоматически отправляет данные.Если высота установки не установлена ​​(уровень не может быть рассчитан), введите данные о высоте воздуха;Когда высота установки установлена, нажмите данные уровня.

Команда запроса:

Данные ответа:

Определение данных: тип данных — данные int16, единица измерения — миллисекунды (мс), а длина данных — 2 байта.

Примеры:

Запрос: 7F 10 20 53 00 01 02 03 E8 A2 ED

Где часть данных 0x 03 E8 преобразуется в целочисленные данные, то есть 1000 мс.

Ответ: 7F 10 20 53 00 01 F0 06

7.4.5 Установите глубину воды во время установки.

Примечание. Глубина воды на момент установки используется для расчета высоты установки.Высота установки = глубина воды при установке + высота в реальном времени при установке.При настройке глубины воды во время установки высота установки рассчитывается автоматически и сохраняется в конфигурации.

Команда запроса:

Данные ответа:

Определение данных: тип данных по умолчанию — данные float(little16), единица измерения по умолчанию — метры (м), а длина данных — 4 байта.

Примеры:

Запрос: 7F 10 20 48 00 02 04 47 AE 40 B1 75 30

Часть данных 0x 47 AE 40 B1 была преобразована в данные с плавающей запятой, то есть 5,54 м.

Ответ: 7F 10 20 48 00 02 C0 00

7.4.6 Настройка высоты установки

Примечание. Высота установки — это расстояние от датчика до нулевого уровня объекта.Если текущая глубина воды составляет 2 метра, а высота воздуха — 4 метра, высота установки — 6 метров.Задайте высоту крепления, по которой рассчитывается уровень.Уровень реального времени = высота установки – высота реального времени.При этом высота установки = глубина воды при установке + высота во время установки.Поэтому при настройке высоты установки глубина воды при установке будет автоматически рассчитана и сохранена в конфигурации.

Команда запроса:

Данные ответа:

Определение данных: тип данных по умолчанию — данные float(little16), единица измерения по умолчанию — метры (м), а длина данных — 4 байта.

Примечание. Установка высоты монтажа на 0 приведет к сбросу конфигурации высоты монтажа/глубины воды при установке.

Примеры:

Запрос: 7F 10 20 4A 00 02 04 8A 64 41 2A AA 40

Часть данных 0x 8A 64 41 2A преобразуется в данные с плавающей запятой, то есть 10,65m.

Ответ: 7F 10 20 4A 00 02 61 C0

7.5 Текстовый протокол

7.5.1 Параметры аппаратного интерфейса протокола связи

Измеритель уровня воды использует последовательную связь, а параметры по умолчанию следующие:

Время тайм-аута составляло 50 мс для каждого интервала кадра.

7.5.2 Описание команд протокола связи

Примечание. «n» представляет собой новую строку, соответствующую шестнадцатеричному числу 0x0A.После успешной настройки команды установки конфигурация будет сохранена во флэш-памяти, и для перезапуска отключения питания не потребуется никакой реконфигурации.

Ответ на ошибку команды следующий:

1.Считайте реальную пространственно-временную высоту.

Единица: Метр (м)

2. Прочитайте уровень в реальном времени.

Единица: Метр (м)

Метод расчета уровня: высота установки – высота воздуха.

3. Глубина воды при установке

Единица: Метр (м)

Примечание. Глубина воды на момент установки используется для расчета высоты установки.Высота установки = глубина воды при установке + высота в реальном времени при установке.При настройке глубины воды во время установки высота установки рассчитывается автоматически и сохраняется в конфигурации.

Прочтите глубину воды при установке:

Установите глубину воды во время установки:

4. Высота установки

Единица: Метр (м)

Примечание. Установите высоту монтажа, которая используется для расчета уровня.Уровень реального времени = высота установки – высота реального времени.При этом высота установки = глубина воды при установке + высота во время установки.Поэтому при настройке высоты установки глубина воды при установке будет автоматически рассчитана и сохранена в конфигурации.

Прочтите монтажную высоту:

Установите высоту установки:

Примечание. Установка высоты установки на 0 приведет к удалению конфигурации высоты установки и глубины воды при установке.

5.Прочитайте номер версии.

6.Чтение диапазона

Единица: Метр (м)

7.Чтение отмостки

Единица: Метр (м)

8.Программный сброс (перезагрузка)

9. Сброс заводских данных

10. Частота приобретения

Единица: миллисекунды (мс)

Примечание. Частота сбора данных по умолчанию составляет 300 мс, а частоту сбора данных можно настроить не раньше, чем до 200 мс.(Если частота сбора данных скачет слишком быстро, скорость ответа на инструкции ответа будет медленной, а инструкции по отправке могут быть неполными, что приведет к отсутствию ответа. В этом случае инструкцию можно отправить еще раз.)

Чтение частоты сбора данных:

Установите частоту сбора:

11. Скорость передачи данных

Чтение скорости передачи данных:

Установить скорость передачи данных

12. Параметры калибровки

Единица измерения: миллиметр (мм)

Реальная пространственно-временная высота = значение выборки – калибровочный параметр.Следовательно, когда реальная высота пространства-времени превышает фиксированное значение, ее можно откалибровать путем настройки квазипараметров.

Считайте параметры калибровки:

Установка параметров калибровки:

13. Автоматический цикл нажатия

Единица: миллисекунды (мс)

Примечание. Если период автоматического нажатия >=300 мс, датчик автоматически сообщит данные в реальном времени.Среди них, когда установлена ​​высота установки (или глубина воды во время установки), данные в реальном времени, сообщаемые автоматически, представляют собой уровень в реальном времени;Если высота установки не установлена ​​(или глубина воды во время установки), данные в реальном времени, сообщаемые автоматически, представляют собой высоту в реальном времени.

Прочтите автоматический цикл нажатия:

Установите автоматический цикл нажатия: