一、產(chǎn)品簡(jiǎn)介

產(chǎn)品是指工作在 76-81GHz的調(diào)頻連續(xù)波(FMCW)雷達(dá)產(chǎn)品。產(chǎn)品量程可以達(dá)到35m, 盲區(qū)在10 cm以內(nèi)。由于它工作頻率更高，帶寬更大，測(cè)量精度更高。產(chǎn)品提供支架的固定方式，無(wú)需現(xiàn)場(chǎng)布線使得安裝便捷簡(jiǎn)易。

主要優(yōu)勢(shì)如下：

?基于自研的CMOS毫米波射頻芯片，實(shí)現(xiàn)更緊湊的射頻架構(gòu)，更高的信噪比，更小的盲區(qū)。

?5GHz工作帶寬，使產(chǎn)品擁有更高的測(cè)量分辨率與測(cè)量精度。

?最窄6°天線波束角，安裝環(huán)境中的干擾對(duì)儀表的影響更小，安裝更為便捷。

?一體化透鏡設(shè)計(jì)，體積精巧。

?低功耗運(yùn)行，壽命大于3年。

?水位超上、下限（可配置）上傳報(bào)警信息。

二、技術(shù)參數(shù)

發(fā)射頻率76GHz~81GHz

測(cè)量范圍0.1 m ~65m

測(cè)量精度±1mm

波束角6°

供電范圍9~36 VDC

通訊方式RS485

工作溫度-40~85℃

外殼材質(zhì)PP

天線類型透鏡天線

推薦線纜7*0.3mm2

防護(hù)等級(jí)IP67

安裝方式支架/螺紋

三、安裝

安裝需要注意的兩點(diǎn)：（1）保證儀表垂直于水面（2）避免發(fā)射波束照射到干擾物，產(chǎn)生虛假回波。典型工況參見(jiàn)以下幾點(diǎn)。

?保證水位計(jì)垂直于水面安裝，傾斜將接受信號(hào)幅度變?nèi)酰绊懻y(cè)距。

儀器安裝位置示意圖

?保證波束范圍內(nèi)沒(méi)有干擾物，如河岸岸邊。

儀器安裝位置示意圖

?儀器安裝至少離側(cè)壁20cm，地下管網(wǎng)安裝盡量靠近下水井zhong央，否則井壁容易產(chǎn)生干擾信號(hào)，影響測(cè)量判斷。

安裝至少離容器壁20cm

四、連接

應(yīng)用場(chǎng)景4：485傳輸

產(chǎn)品接線圖

當(dāng)用戶使用RS485傳輸時(shí)，液位計(jì)通過(guò)防水接頭引出4根線，按照?qǐng)D中的線序連接用戶的產(chǎn)品，然后對(duì)插鎖定即可，圖中B端線的長(zhǎng)度根據(jù)用戶需求可定制。串口參數(shù)：RS458，波特率--9600，數(shù)據(jù)位--8，停止位--1，校驗(yàn)位--無(wú)。注意設(shè)備供電電壓在9V--36V范圍內(nèi)，建議使用12V供電。

五、液位計(jì)操作

顯控說(shuō)明

顯控用來(lái)顯示液位值，當(dāng)按下按鍵后開(kāi)始測(cè)量并顯示，20秒無(wú)操作顯控熄屏。

PC上位機(jī)界面說(shuō)明

軟件設(shè)置

配置上位機(jī)串口參數(shù)

按照?qǐng)D中順序配置串口參數(shù)，波特率9600，連接成功后雙擊“讀取配置”可以設(shè)置和讀取參數(shù)。

回波曲線

 上位機(jī)波形界面

【測(cè)量類型】

【測(cè)量類型】可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)需要，選擇距離信息輸出形式。核心參數(shù)是傳感器參考點(diǎn)到待測(cè)物的測(cè)試距離。給出了實(shí)時(shí)值具體的計(jì)算公式。其中高位調(diào)整默認(rèn)是0。

 參數(shù)含義

參數(shù)名稱顯示

默認(rèn)值物位

關(guān)聯(lián)配置無(wú)

選項(xiàng)意義物位模式：實(shí)時(shí)值=低位調(diào)整-距離（最小為0）

空高模式：實(shí)時(shí)值=距離-高位調(diào)整（最小為0）

特別事項(xiàng)如果距離>低位調(diào)整，物位=0；

如果距離<高位調(diào)整，空高=0；

【阻尼濾波】

【阻尼時(shí)間】的作用是平滑測(cè)量結(jié)果中的突變，也就是阻尼濾波器。例如，阻尼時(shí)間為2秒，被測(cè)物體位置在t時(shí)刻發(fā)生階躍變化，測(cè)量輸出值會(huì)緩慢發(fā)生變化，在di一個(gè)2秒內(nèi)，完成63.2%的變化，并在第10秒(5倍的設(shè)置值)跟隨到實(shí)際位置，如下圖所示。

阻尼時(shí)間編輯界面與含義

阻尼時(shí)間說(shuō)明

參數(shù)名稱阻尼時(shí)間

參數(shù)范圍（S）0 ~100

默認(rèn)值（S）40

關(guān)聯(lián)配置無(wú)

選項(xiàng)意義阻尼輸出，提升信號(hào)穩(wěn)定性

特別事項(xiàng)由于測(cè)量時(shí)間短，暫時(shí)未使用此參數(shù)

【低位調(diào)整】

【低位調(diào)整】即低位調(diào)整點(diǎn)，具體的定義參見(jiàn)下圖。

低位調(diào)整編輯界面與定義

低位調(diào)整說(shuō)明

參數(shù)名稱低位調(diào)整

參數(shù)范圍（m）0.1~量程

默認(rèn)值（m）30

關(guān)聯(lián)配置如果設(shè)置的低位調(diào)整<高位調(diào)整+0.1，則低位調(diào)整 =（高位調(diào)整+0.1）； 

特別事項(xiàng)低位調(diào)整點(diǎn)與量程無(wú)關(guān)，只影響物位的計(jì)算

【高位調(diào)整】

【高位調(diào)整】即高位調(diào)整點(diǎn)。

高位調(diào)整說(shuō)明

參數(shù)名稱高位調(diào)整

參數(shù)范圍（m）0 ~（低位調(diào)整-0.1）

默認(rèn)值（m）0

關(guān)聯(lián)配置如果設(shè)置的高位調(diào)整 >（低位調(diào)整-0.1），則高位調(diào)整 =（低位調(diào)整-0.1）； 

特別事項(xiàng)高位調(diào)整與盲區(qū)設(shè)定無(wú)關(guān)，只影響空高的計(jì)算

【距離偏移】

【距離偏移】用于修正傳感器的參考點(diǎn)。儀表默認(rèn)的參考點(diǎn)在出廠時(shí)被調(diào)校到如下圖a點(diǎn)所示的位置。如果想將參考點(diǎn)向下調(diào)校到b點(diǎn)，則在設(shè)置中輸入h1。

距離偏移編輯界面

距離偏移說(shuō)明

參數(shù)名稱距離偏移

參數(shù)范圍（m）(-內(nèi)置偏移)~10m

默認(rèn)值（m）0

關(guān)聯(lián)配置無(wú)

選項(xiàng)意義修正傳感器的參考點(diǎn)零點(diǎn)。傳感器輸出值的范圍仍為【盲區(qū)】~【量程】之間，實(shí)際傳感器測(cè)量范圍歸一化到初始參考點(diǎn)為：【距離偏移+盲區(qū)】~【距離偏移+量程】。

特別事項(xiàng)

【量程設(shè)定】

為了測(cè)量得到正確的結(jié)果，需設(shè)置儀表的量程范圍，具體含義參見(jiàn)下表。

表6–10量程說(shuō)明

參數(shù)名稱量程

參數(shù)范圍（m）1~65

默認(rèn)值（m）35

關(guān)聯(lián)配置如果設(shè)置量程<（盲區(qū)+0.1m），則量程自動(dòng)設(shè)置為（盲區(qū)+0.1m）。

選項(xiàng)意義算法處理時(shí)會(huì)忽略量程之外的回波，合理設(shè)置量程可以避開(kāi)多次反射干擾以及可能的范圍之外的干擾信號(hào)。

特別事項(xiàng)此量程并非指儀表的遠(yuǎn)端測(cè)量極限，只用作限定算法區(qū)域。儀表測(cè)量極限請(qǐng)參見(jiàn)技術(shù)規(guī)格一節(jié)。

注：盲區(qū)與量程決定了算法應(yīng)用的具體范圍，可以通過(guò)合理設(shè)置，規(guī)避干擾與虛假回波，實(shí)現(xiàn)快速且穩(wěn)定的測(cè)量。

附錄B：術(shù)語(yǔ)表

波束角：以比zui大值低3dB作為界限的波束寬度。雷達(dá)液位計(jì)系列波束角6°

儀表的雷達(dá)波束空間幾何形狀示意圖

距離分辨率：距離分辨率是指兩個(gè)靠在一起的物體間隔多遠(yuǎn)距離時(shí)，物位雷達(dá)能夠分辨出是兩個(gè)物體而不是一個(gè)物體且能夠測(cè)出它們各自的距離。 如果兩個(gè)物體的距離間隔小于物位雷達(dá)的距離分辨率，那么雷達(dá)只能測(cè)得一個(gè)距離值，此距離值不等于其中任何一個(gè)物體的距離值，而是兩個(gè)物體距離值的綜合。雷達(dá)液位計(jì)的調(diào)頻帶寬B=5GHz，最小距離分辨率=光速/工作帶寬/2≈3cm。

測(cè)量精度：如果只有一個(gè)物體且這個(gè)物體移動(dòng)了很小的距離，物位雷達(dá)是否能識(shí)別距離變化。分辨出單個(gè)物體移動(dòng)距離的指標(biāo)叫做精度。雷達(dá)液位計(jì)的中頻信號(hào)進(jìn)行自有算法分析，測(cè)量精度為0.5mm。

盲區(qū)：（1）指儀表的近端的測(cè)量極限，盲區(qū)內(nèi)儀表無(wú)法測(cè)量

回波：雷達(dá)接受到的反射的信號(hào)。

發(fā)射錐體：天線波束角度的延伸。

虛假回波：任何不是所需目標(biāo)產(chǎn)生的回波。一般來(lái)說(shuō)，虛假回波由容器的障礙物產(chǎn)生。

多重回波：在目標(biāo)回波距離出現(xiàn)的多次反射回波，可能為2次，3次。

量程：（1）指儀表的最遠(yuǎn)測(cè)量極限（2）特殊的，指人為設(shè)定的最遠(yuǎn)距離，該距離以外，儀表處理數(shù)據(jù)的時(shí)候不考慮。

重復(fù)性：在相同的情況下測(cè)量同一個(gè)變量的多次測(cè)量的偏差程度。

閾值曲線：一個(gè)隨時(shí)間變化的曲線，作為閥值，超過(guò)其的回波被認(rèn)為是有效的。

 MODBUS RTU通訊協(xié)議

一、通信協(xié)議硬件接口參數(shù)

水位計(jì)采用串口通信，默認(rèn)參數(shù)如下：

通信參數(shù)串口電平波特率/bps奇偶校驗(yàn)數(shù)據(jù)長(zhǎng)度/bit停止位/bit

串口TTL9600無(wú)（none）81

每幀間隔超時(shí)時(shí)間50ms。

二、通信協(xié)議格式

水位計(jì)對(duì)外通信采用ModbusRTU通信協(xié)議，每一個(gè)完整的數(shù)據(jù)幀

包含：地址域、功能碼、數(shù)據(jù)和校驗(yàn)。其中校驗(yàn)為數(shù)據(jù)幀的CRC16 校

驗(yàn)數(shù)據(jù)，低字節(jié)在前，高字節(jié)在后。水位計(jì)雷達(dá)出廠默認(rèn)地址為1。

請(qǐng)求命令格式和雷達(dá)回復(fù)數(shù)據(jù)格式說(shuō)明如下：

（1）查詢參數(shù)格式：功能碼0x03

請(qǐng)求：

設(shè)備地址功能碼起始地址寄存器數(shù)量CRC

（1字節(jié)）（1字節(jié)）（2字節(jié)）（2字節(jié)）（2字節(jié)）

回復(fù)：

設(shè)備地址功能碼數(shù)據(jù)長(zhǎng)度寄存器值CRC

（1字節(jié)）（1字節(jié)）（1字節(jié)）（2xN字節(jié)）（2字節(jié)）

N：寄存器數(shù)量

（2）查詢參數(shù)格式：功能碼0x04

請(qǐng)求：

設(shè)備地址功能碼起始地址寄存器數(shù)量CRC

（1字節(jié)）（1字節(jié)）（2字節(jié)）（2字節(jié)）（2字節(jié)）

回復(fù)：

設(shè)備地址功能碼數(shù)據(jù)長(zhǎng)度寄存器值CRC

（1 字節(jié)）（1 字節(jié)）（1 字節(jié)）（2xN 字節(jié)）（2 字節(jié)）

N：寄存器數(shù)量

（3）設(shè)置參數(shù)格式：功能碼0x10

請(qǐng)求

設(shè)備地址功能碼起始地址寄存器數(shù)量數(shù)據(jù)長(zhǎng)度寄存器值CRC

（1字節(jié)）（1字節(jié)）（2字節(jié)）（2字節(jié)N）（1字節(jié)）（2N字節(jié)）（2字節(jié)）

回復(fù)：

設(shè)備地址功能碼數(shù)據(jù)長(zhǎng)度寄存器值CRC

（1字節(jié)）（1字節(jié)）（1字節(jié)）（2xN字節(jié)）（2字節(jié)）

三、通信協(xié)議命令說(shuō)明

以下對(duì)每個(gè)命令進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明：

1、設(shè)置指令：功能碼0x10

讀取命令：功能碼0x03

起始地址0x2000

偏移地址命令名稱數(shù)據(jù)格式單位

0低位調(diào)整0-65000mm

1高位調(diào)整0-65000mm

2量程0-65000mm

注釋：每一個(gè)參數(shù)占用一位寄存器地址，數(shù)據(jù)為U16或I16格式

舉例：

讀低位調(diào)整命令如下：

設(shè)備地址功能碼起始地址寄存器數(shù)量CRC

0x010x030x20001（2字節(jié)）

寫(xiě)低位調(diào)整命令如下：

設(shè)備地址功能碼起始地址寄存器數(shù)量CRC

0x010x100x20001（2字節(jié)）

CRC 碼的計(jì)算規(guī)則：

預(yù)留16位寄存器為十六進(jìn)制FFFF(即全為1)。稱此寄存器位CRC 奇存器;

把di一位8位數(shù)據(jù)與16 位CRC 寄存器的地位相異或，把結(jié)果放于CRC 寄存器：

檢查zui低位是否為0，如為。則把寄存器的內(nèi)容右移一位（朝低位），用填bu高位;

如為1把寄存器的內(nèi)容右移一位（朝低位），用填bu高位，然后CRC 奇存器與多項(xiàng)式A001

(1010 0000 0000 0001) 進(jìn)行異或；4.3.4、重復(fù)步驟3，直到右移8次，這樣整個(gè)8位數(shù)據(jù)全部進(jìn)行了處理：

重復(fù)步驟2 到步驟4，進(jìn)行下一個(gè)8位數(shù)據(jù)的處理；

最后得到的CRC 奇存器即為CRC碼。將CRC 結(jié)果放入信息幀時(shí)，將高地位交換，低位在前。

通訊協(xié)議范例：

主機(jī)發(fā)送數(shù)據(jù)：

站號(hào)功能碼起始地址讀取點(diǎn)數(shù)校驗(yàn)碼意義

010300000001840A讀取空高，單位cm

010300010001D5CA讀取空高，單位mm

01030002000125CA讀取液位高，單位cm

010300030001740A讀取液位高，單位mm

質(zhì)保及售后：

保修承諾：產(chǎn)品自交付期起質(zhì)保期為12個(gè)月（因未按照相應(yīng)的技術(shù)要求操作或其他的人為行為導(dǎo)致產(chǎn)品發(fā)生問(wèn)題除外）。

售后承諾：用戶可以通過(guò)電話咨詢有關(guān)技術(shù)問(wèn)題，并得到明確的解決方案。若屬于產(chǎn)品本身質(zhì)量問(wèn)題可返廠維修或更換。