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邯鄲市銳研智華電子科技有限公司
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| 儀器種類 | 其他 | 產地 | 國產 |
|---|
產品是指工作在 76-81GHz的調頻連續波(FMCW)雷達產品。產品量程可以達到35m, 盲區在10 cm以內。由于它工作頻率更高，帶寬更大，測量精度更高。產品提供支架的固定方式，無需現場布線使得安裝便捷簡易。
一、產品簡介
產品是指工作在 76-81GHz的調頻連續波(FMCW)雷達產品。產品量程可以達到35m, 盲區在10 cm以內。由于它工作頻率更高，帶寬更大，測量精度更高。產品提供支架的固定方式，無需現場布線使得安裝便捷簡易。
主要優勢如下：
?基于自研的CMOS毫米波射頻芯片，實現更緊湊的射頻架構，更高的信噪比，更小的盲區。
?5GHz工作帶寬，使產品擁有更高的測量分辨率與測量精度。
?最窄6°天線波束角，安裝環境中的干擾對儀表的影響更小，安裝更為便捷。
?一體化透鏡設計，體積精巧。
?低功耗運行，壽命大于3年。
?水位超上、下限（可配置）上傳報警信息。
二、技術參數
發射頻率76GHz~81GHz
測量范圍0.1 m ~65m
測量精度±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PP
天線類型透鏡天線
推薦線纜7*0.3mm2
防護等級IP67
安裝方式支架/螺紋
三、安裝
安裝需要注意的兩點：（1）保證儀表垂直于水面（2）避免發射波束照射到干擾物，產生虛假回波。典型工況參見以下幾點。
?保證水位計垂直于水面安裝，傾斜將接受信號幅度變弱，影響正常測距。
儀器安裝位置示意圖
?保證波束范圍內沒有干擾物，如河岸岸邊。
儀器安裝位置示意圖
?儀器安裝至少離側壁20cm，地下管網安裝盡量靠近下水井zhong央，否則井壁容易產生干擾信號，影響測量判斷。
安裝至少離容器壁20cm
四、連接
應用場景4：485傳輸
產品接線圖
當用戶使用RS485傳輸時，液位計通過防水接頭引出4根線，按照圖中的線序連接用戶的產品，然后對插鎖定即可，圖中B端線的長度根據用戶需求可定制。串口參數：RS458，波特率--9600，數據位--8，停止位--1，校驗位--無。注意設備供電電壓在9V--36V范圍內，建議使用12V供電。
五、液位計操作
顯控說明
顯控用來顯示液位值，當按下按鍵后開始測量并顯示，20秒無操作顯控熄屏。
PC上位機界面說明
軟件設置
配置上位機串口參數
按照圖中順序配置串口參數，波特率9600，連接成功后雙擊“讀取配置"可以設置和讀取參數。
回波曲線
上位機波形界面
【測量類型】
【測量類型】可以根據現場需要，選擇距離信息輸出形式。核心參數是傳感器參考點到待測物的測試距離。給出了實時值具體的計算公式。其中高位調整默認是0。
參數含義
參數名稱顯示
默認值物位
關聯配置無
選項意義物位模式：實時值=低位調整-距離（最小為0）
空高模式：實時值=距離-高位調整（最小為0）
特別事項如果距離>低位調整，物位=0；
如果距離<高位調整，空高=0；
【阻尼濾波】
【阻尼時間】的作用是平滑測量結果中的突變，也就是阻尼濾波器。例如，阻尼時間為2秒，被測物體位置在t時刻發生階躍變化，測量輸出值會緩慢發生變化，在di一個2秒內，完成63.2%的變化，并在第10秒(5倍的設置值)跟隨到實際位置，如下圖所示。
阻尼時間編輯界面與含義
阻尼時間說明
參數名稱阻尼時間
參數范圍（S）0 ~100
默認值（S）40
關聯配置無
選項意義阻尼輸出，提升信號穩定性
特別事項由于測量時間短，暫時未使用此參數
【低位調整】
【低位調整】即低位調整點，具體的定義參見下圖。
低位調整編輯界面與定義
低位調整說明
參數名稱低位調整
參數范圍（m）0.1~量程
默認值（m）30
關聯配置如果設置的低位調整<高位調整+0.1，則低位調整 =（高位調整+0.1）；
特別事項低位調整點與量程無關，只影響物位的計算
【高位調整】
【高位調整】即高位調整點。
高位調整說明
參數名稱高位調整
參數范圍（m）0 ~（低位調整-0.1）
默認值（m）0
關聯配置如果設置的高位調整 >（低位調整-0.1），則高位調整 =（低位調整-0.1）；
特別事項高位調整與盲區設定無關，只影響空高的計算
【距離偏移】
【距離偏移】用于修正傳感器的參考點。儀表默認的參考點在出廠時被調校到如下圖a點所示的位置。如果想將參考點向下調校到b點，則在設置中輸入h1。
距離偏移編輯界面
距離偏移說明
參數名稱距離偏移
參數范圍（m）(-內置偏移)~10m
默認值（m）0
關聯配置無
選項意義修正傳感器的參考點零點。傳感器輸出值的范圍仍為【盲區】~【量程】之間，實際傳感器測量范圍歸一化到初始參考點為：【距離偏移+盲區】~【距離偏移+量程】。
特別事項
【量程設定】
為了測量得到正確的結果，需設置儀表的量程范圍，具體含義參見下表。
表6–10量程說明
參數名稱量程
參數范圍（m）1~65
默認值（m）35
關聯配置如果設置量程<（盲區+0.1m），則量程自動設置為（盲區+0.1m）。
選項意義算法處理時會忽略量程之外的回波，合理設置量程可以避開多次反射干擾以及可能的范圍之外的干擾信號。
特別事項此量程并非指儀表的遠端測量極限，只用作限定算法區域。儀表測量極限請參見技術規格一節。
注：盲區與量程決定了算法應用的具體范圍，可以通過合理設置，規避干擾與虛假回波，實現快速且穩定的測量。
附錄B：術語表
波束角：以比zui大值低3dB作為界限的波束寬度。雷達液位計系列波束角6°
儀表的雷達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靠在一起的物體間隔多遠距離時，物位雷達能夠分辨出是兩個物體而不是一個物體且能夠測出它們各自的距離。 如果兩個物體的距離間隔小于物位雷達的距離分辨率，那么雷達只能測得一個距離值，此距離值不等于其中任何一個物體的距離值，而是兩個物體距離值的綜合。雷達液位計的調頻帶寬B=5GHz，最小距離分辨率=光速/工作帶寬/2≈3cm。
測量精度：如果只有一個物體且這個物體移動了很小的距離，物位雷達是否能識別距離變化。分辨出單個物體移動距離的指標叫做精度。雷達液位計的中頻信號進行自有算法分析，測量精度為0.5mm。
盲區：（1）指儀表的近端的測量極限，盲區內儀表無法測量
回波：雷達接受到的反射的信號。
發射錐體：天線波束角度的延伸。
虛假回波：任何不是所需目標產生的回波。一般來說，虛假回波由容器的障礙物產生。
多重回波：在目標回波距離出現的多次反射回波，可能為2次，3次。
量程：（1）指儀表的最遠測量極限（2）特殊的，指人為設定的最遠距離，該距離以外，儀表處理數據的時候不考慮。
重復性：在相同的情況下測量同一個變量的多次測量的偏差程度。
閾值曲線：一個隨時間變化的曲線，作為閥值，超過其的回波被認為是有效的。
MODBUS RTU通訊協議
一、通信協議硬件接口參數
水位計采用串口通信，默認參數如下：
通信參數串口電平波特率/bps奇偶校驗數據長度/bit停止位/bit
串口TTL9600無（none）81
每幀間隔超時時間50ms。
二、通信協議格式
水位計對外通信采用ModbusRTU通信協議，每一個完整的數據幀
包含：地址域、功能碼、數據和校驗。其中校驗為數據幀的CRC16 校
驗數據，低字節在前，高字節在后。水位計雷達出廠默認地址為1。
請求命令格式和雷達回復數據格式說明如下：
（1）查詢參數格式：功能碼0x03
請求：
設備地址功能碼起始地址寄存器數量CRC
（1字節）（1字節）（2字節）（2字節）（2字節）
回復：
設備地址功能碼數據長度寄存器值CRC
（1字節）（1字節）（1字節）（2xN字節）（2字節）
N：寄存器數量
（2）查詢參數格式：功能碼0x04
請求：
設備地址功能碼起始地址寄存器數量CRC
（1字節）（1字節）（2字節）（2字節）（2字節）
回復：
設備地址功能碼數據長度寄存器值CRC
（1 字節）（1 字節）（1 字節）（2xN 字節）（2 字節）
N：寄存器數量
（3）設置參數格式：功能碼0x10
請求
設備地址功能碼起始地址寄存器數量數據長度寄存器值CRC
（1字節）（1字節）（2字節）（2字節N）（1字節）（2N字節）（2字節）
回復：
設備地址功能碼數據長度寄存器值CRC
（1字節）（1字節）（1字節）（2xN字節）（2字節）
三、通信協議命令說明
以下對每個命令進行詳細說明：
1、設置指令：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據格式單位
0低位調整0-65000mm
1高位調整0-65000mm
2量程0-65000mm
注釋：每一個參數占用一位寄存器地址，數據為U16或I16格式
舉例：
讀低位調整命令如下：
設備地址功能碼起始地址寄存器數量CRC
0x010x030x20001（2字節）
寫低位調整命令如下：
設備地址功能碼起始地址寄存器數量CRC
0x010x100x20001（2字節）
CRC 碼的計算規則：
預留16位寄存器為十六進制FFFF(即全為1)。稱此寄存器位CRC 奇存器;
把di一位8位數據與16 位CRC 寄存器的地位相異或，把結果放于CRC 寄存器：
檢查zui低位是否為0，如為。則把寄存器的內容右移一位（朝低位），用填bu高位;
如為1把寄存器的內容右移一位（朝低位），用填bu高位，然后CRC 奇存器與多項式A001
(1010 0000 0000 0001) 進行異或；4.3.4、重復步驟3，直到右移8次，這樣整個8位數據全部進行了處理：
重復步驟2 到步驟4，進行下一個8位數據的處理；
最后得到的CRC 奇存器即為CRC碼。將CRC 結果放入信息幀時，將高地位交換，低位在前。
通訊協議范例：
主機發送數據：
站號功能碼起始地址讀取點數校驗碼意義
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
質保及售后：
保修承諾：產品自交付期起質保期為12個月（因未按照相應的技術要求操作或其他的人為行為導致產品發生問題除外）。
售后承諾：用戶可以通過電話咨詢有關技術問題，并得到明確的解決方案。若屬于產品本身質量問題可返廠維修或更換。
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