WFX-D型数字水位计（自收缆）使用说明书

WFX-D型数字水位计（自收缆）使用说明书

 概述
1.1 本仪器按照标准GB/T11828.1-2002要求设计、制造，广泛用于地表水、地下水及大坝测压管水位测量。
1.2 本仪器为单浮子式自收缆水位计（以下称水位计），水位计工作时井管内只有一根测缆牵动浮子跟踪水位升降变化，实现水位自动测量。
1.3 本型仪器适用于口径内径不小于70～150mm、埋深为10～500m范围的场所使用，并且井管的中轴线必须是直线，井管内壁必须平滑、无凹凸障碍。
1.4 本仪器水位编码器为低转矩、抗雷击型（微动开关触点功率为/250V）值编码器，并采用镀金防水航空插头座，仪器性能稳定可靠，无温度、时间漂移。
2．  组成及工作原理
　　参见图（1）。
　　本型仪器由水位编码器、测轮、测缆、浮子及自收缆装置组成；自收缆装置由卷扬轮、卷扬轴、卷扬缆、定滑轮组、动滑轮组、重锤、直立支板、底板、防护罩等组成；仪器的水位编码器安装在直立支板上，测轮安装在水位编码器转轴上；自收缆装置的卷扬轴安装在支板上；卷扬轮安装在卷扬轴的轴端；动滑轮组安装在重锤上；定滑轮组通过各自支架安装于支板上；卷扬缆的起始端安装在卷扬轴上，另一端依次绕过定滑轮1、动滑轮1、定滑轮2、动滑轮2后向上穿过支承轴上的安装孔与支承轴固定；仪器防护罩通过四个固定螺丝钉与底板相连接。测缆缠绕在卷扬轮的凹槽中，其引出端沿逆时针方向绕经水位轮后向下穿过仪器底板的过线孔与浮子连接；自收缆装置的作用是产生一个恒力用于拉紧、自动收放测缆，使浮子工作在正常吃水深度上。
　　　其工作原理为：水位静止时，浮子静止在水面上，仪器的重锤悬停在对应高度上，编码器输出值与水面高度值相对应；当水位下降时，浮子跟随水位变化沿着井管的中心向下运动，并拉动测缆向下走，带动测轮逆时针转动并同时驱动卷扬轮、卷扬轴顺时针转动，提升重锤到对应高度上，水位编码器输出与水位变化量相对应的值；当水位上升时，浮子跟随水位上升沿着井管的中心向上运动到相应位置，在重锤的作用下，卷扬缆驱动卷扬轴和卷扬轮逆时针旋转拉直并回收测缆，带动测轮顺时针方向转动，使水位编码器输出值与水位上升变化量相对应，完成水位自动跟踪测量。
　　本仪器水位编码器输出码为格雷码10～13bit，由多芯航空插头和电缆连接至外接显示器或计算机上，可测量10～80m水位变幅。
　　本仪器用于地下水水位测量时，当埋深超过80m时，其悬索超长部分须另外加接特种轻质悬索。
3．  测井建造要求
3.1  测井一般由多节定长钢管（或工程塑料管、水泥管）连接组合而成，每节井管长度为2～6米长，每节管道的接缝处必须平滑无障碍物，接缝间隙应≤2mm，接缝处内壁高度差应≤1mm，各节井管的几何中轴线应保持在一条直线上不允许弯曲。
3.2  井管口径尺寸一般不得小于 Φ70㎜，进水口面积约为井口的1/10，各节井管的接缝之间可以不密封。
4．  主要技术参数
4.1  水位变幅：0—10m：0-20m；0-30m；0-40m；0-80m；
4.2  水位编码器分辨力：0.5㎝ ； 1㎝
4.3  测量准确度：≤0.2%
4.4  浮子直径：Φ40mm；Φ50mm；Φ100mm可选
4.5  输出信号：格雷码10～13bit（RS485或4-20mA接口选配）
4.6  环境温度：-10℃～85℃
　　　相对湿度；＜90%（40℃）
5．  安装调试
5.1  建造观测房（室）或防淋防盗箱
　　仪器可安装在观测房中或防淋防盗箱中，观测房防淋防盗箱应坚固、不渗漏并通风良好，具有防盗功能。
5.2  制作安装支承板
　　安装支承板为木板或其它材质板，其尺寸为350mm（长）×240 mm（宽）×15mm（厚），如图所示，在支承板的左前方开有直径为φ50mm的过线孔。
5.2  安装支承板
　　如图1、图2所示，用4个支承柱或砌块将支承板支起，使支承板距井口之间的高度为180-200mm，以便于投放浮子。安装支承板时，应注意必须使仪器底板过线孔、支承板过线孔对准测井中轴线。
5.4  开箱检查仪器
　   用工具打开木包装箱取出仪器，并打开仪器防护罩，然后阅读使用说明书并取出浮子备用。这时能观察到仪器的重锤已用三个螺钉M1、M2、M3、固定底板上，卷扬轮固定于支承板上，测缆已缠绕在卷扬轮上，卷扬缆的一端已系紧在卷扬轴上。
5.5  仪器安装方法步骤
5.5.1  安装底板
    将仪器按照图（1）、（2）所示置于支承架上，用四个螺丝钉将仪器底板与支承板连接。
　　　注意：仪器底板与支承板紧固之前应松开重锤与底板之间的紧固螺钉M1、M2、M3，并且保持重锤在图1所示的位置上。
5.5.2  检查重锤
　　检查卷扬缆是否跨骑在定滑轮1、2及动滑轮1、2的轨道槽中；在保持上述状态下重锤应处于自由悬垂状态时的zui低位置上。
5.5.3  安装卷扬缆
    本步骤为备用步骤，当发现卷扬缆断线需要现场重新安装卷扬缆和重锤时，按照本条办法操作。
　　　在重锤处于仪器底板底部位置高度时按照图1所示，将卷扬缆打结从卷扬轴安装孔引出向上绕过定滑轮1，然后按图1要求方法依次绕过动滑轮1、定滑轮2和动滑轮2，再向上穿过支承柱的安装孔，并抽紧卷扬缆打结系紧。
5.5.4 “卷扬”功能试验
a  在拧紧卷扬轮与卷扬轴的锁紧螺钉M4、M5，保持卷扬轮、测轮在一个工作平面上，在卷扬轮处于可自由旋转状态时并且测缆全部缠绕在卷扬轮的贮线槽中时，进行本项试验。
b  用手沿顺时针方向慢慢转动卷扬轮使重锤从zui低高度位置上徐徐上升直至项部位置高度，然后再缓慢沿逆时针方向缓缓释放重锤至zui低位置高度。
　　　注意：
　　　1）切记一定按照“顺时针”方向旋转提升重锤，按逆时针方向缓缓释放重锤时，方向绝不可以搞错且决不可中途松手，使卷扬轮高速旋转；并且在试验中，严防测缆从卷扬轮中脱出。
　　　2）当重锤到达zui低位时，一定不要再继续旋转卷扬轮，以避免卷扬缆的根部反向弯曲断裂；
　　　3）做“卷扬”功能试验时注意观察，当重锤上升时，卷扬缆应逐圈缠绕在卷扬轴上；重锤下降时，卷扬缆应慢慢从卷扬轴上释放，在缠绕、释放过程中，应运转顺畅，卷扬缆应全部缠绕在卷扬轴上，不应相互叠压。
5.6  投放浮子对水位
5.6.1  实测测井的水位值H0
　　可使用带有重锤和音响装置的刻度尺或其它有效的方法测定测井的实际水位值（Hx），并作记录。
 投放浮子
　　a 按照图1所示的要求及井管埋深和zui大水位变幅计算测缆zui大长度。卷扬轮中的测缆应能满足zui低水位的测量要求，当测井埋深太大时，应加一定长度的特制耐腐蚀的软质悬索（订货时，用户须提供测缆长度及对接软质悬索长度要求）。
　　b 将测量缆连同浮子投入井管中，用手控制卷扬轮的转速沿顺时针方向慢慢转动卷扬轮，直至浮子抵达图1所示Hmax水位高度线。此时浮子的行程为H0。
　　c 在浮子悬垂于zui高水位线高度Hmax时，再次锁紧固定卷扬轮的两个锁紧螺钉，然后慢慢释放卷扬轮，使浮子以60cm/min的速度逐渐下沉，直至浮子浮于水面平衡位置时，浮子即会自动停止下沉，此时，浮子工作于图1所示Hx高度的 “工作区”位置；在浮子下沉的过程中，重锤钢缆将逐步缠绕于卷扬轮的卷扬轴上，并将重锤提升，当浮子不在下沉时，重锤将会稳定在某一高度上。
　　注意：投放浮子时，不可使浮子处于自由落体状态，否则会因浮子下降过快撞击测井或者产生脱缆现象；投放浮子时，如果有阻塞现象，应沿逆时针方向用手慢慢将浮子提出井口，并对井的内壁进行清理，然后，再重新投放浮子。                     
 对水位
　　给传感器及显示器通电，并按照图1所示，用一只手捏紧测缆保持不动，然后用另一只手缓慢旋转编码器测轮（顺时针旋转时读数增加，逆时针旋转时读数减少），直至显示器读数与实际水位高度Hx的数值相同时为止，然后放开测缆，并核对水位计显示数与实际水位值相符,对水位即告完成。
安装仪器外壳和防淋防盗箱
　　按照图1所示，先将仪器机芯用紧固螺钉安装于仪器底座上，再安装仪器上防护罩和防淋防盗箱，即可投入正常使用。
6  使用维护注意事项
6.1  仪器投入使用之后，应在安装支承板与测压管井口之间加装防护网罩，避免无关人员向井口中填塞异物或随意拉动测缆，影响仪器工作。
6.2  使用中，请勿将测缆打结或弯曲，严禁弄断测缆，否则仪器不能正常工作。
6.3  在非工作状态下和工作状态下都禁止高速旋转卷扬轮和测轮，否则可能发生脱缆或损坏仪器。
6.4  仪器投入使用时，应将外壳及防护罩可靠接地，电源线和信号线应从地下管道走线至机房。如无   地下管道，应架设金属管，从管中走线，并将金属管接地，以防雷击，损坏仪器。
6.5  定期打开仪器防护罩，检查仪器工作状态，并清理尘埃异物。冬季时，如发现测缆通道或测轮、卷扬轮贮线槽有凝结冰，应及时清除。
7   故障及维修
7.1  故障分析与排除（见表1）
7.2  脱缆的处理
　　由于安装调试不慎或其它原因导致测缆从测轮及卷扬轮中脱出时，应按如下步骤处理。 
7.2.1  松开卷扬轮的锁紧螺钉，使卷扬轮可自由回转，将脱出的测缆从卷扬轮中全部轻轻取出，并注意不要使测缆折弯、打结。
7.2.2  按照图1所示锁紧卷扬轮锁紧螺钉，保持卷扬轮、测轮在一个工作平面上，用手顺时针转动卷扬轮将重锤提升至如图（1）所示的zui高点位置上，用手捏紧卷扬轮，使之不能转动。
7.2.3  在保持重锤处于zui高点位置高度时，将测缆的一端与卷扬轮的安装孔连接并打结，然后将测缆绕经测轮的“V”形凹槽，再用手缓慢地释放测缆，使测缆自动缠入卷扬轮的凹槽内,当测缆全部绕完后，重锤自动返回至图（1）所示zui低位置，此项工作即告完成。
表1 

测量准确度超差、水位测量值呈跳跃性变化 测井不直或井内有阻滞，防碍浮子随水位变化正常滚动 按照本说明书《测井建造注意事项》检查测井是否符合建造要求并清除阻滞物 
 对水位方法不符合要求或对水位不准 应按照说明书要求重新对水位。建议选择zui大水位变幅的中点值对水位，可减少测量误差 
 自收缆机构机械摩阻增大 检查自收缆装置的卷扬轮及各滑轮是否旋转顺畅 此项操作应垫高重锤后进行检查
 ※水位编码器故障 将水位轮上的测缆取下，人工转动测轮，用显示器检查机械显示数与电显示数在全量程范围内是否一致 也可在终端显示器上观测
 浮子渗水 按说明书要求条方法检查浮子是否渗漏，如渗漏应更换浮子 

水位变化时水位计输出值不变化 浮子卡死 检查井管内是否有障碍物防碍浮子运动 
 测缆从测轮上滑落或断线 检查测缆状态
 
 水位编码器故障 按※条方法检查排故障 
 连接电缆有断线 按照图（6）用万用表检查信号线每条线的通、断状态 

显示值出错或无显示 电源断线
 用万用表测量电源线或电源排除故障 
 雷击使系统损坏 更换损坏元器件或电路板 
8   装箱清单
8.1  WFX-D水位计（自收缆）…………………………………………………………………1 套
8.2  航空插头（或19芯防水插头） ……………………………………………………………… 1 套
8.3  自攻螺钉（M5×20） ………………………………………………………………………… 4 个
8.4  使用说明书 …………………………………………………………………………………… 1 份
8.5  产品检验合格证 ……………………………………………………………………………… 1 份

图1

图2