一、產(chǎn)品簡介

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

主要優(yōu)勢如下：

?基于自研的CMOS毫米波射頻芯片，實現(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)品擁有更高的測量分辨率與測量精度。

?最窄6°天線波束角，安裝環(huán)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(shè)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(shù)參數(shù)

發(fā)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(zhì)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(fā)射波束照射到干擾物，產(chǎn)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?nèi)?，影響正常測距。

儀器安裝位置示意圖

?保證波束范圍內(nèi)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(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，影響測量判斷。

安裝至少離容器壁20cm

四、連接

應(yīng)用場景4：485傳輸

產(chǎn)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(chǎn)品，然后對插鎖定即可，圖中B端線的長度根據(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，校驗位--無。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(shè)置

配置上位機串口參數(shù)

按照圖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

 上位機波形界面

【測量類型】

【測量類型】可以根據(jù)現(xiàn)場需要，選擇距離信息輸出形式。核心參數(shù)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(diào)整默認是0。

 參數(shù)含義

參數(shù)名稱顯示

默認值物位

關(guān)聯(lián)配置無

選項意義物位模式：實時值=低位調(diào)整-距離（最小為0）

空高模式：實時值=距離-高位調(diào)整（最小為0）

特別事項如果距離>低位調(diào)整，物位=0；

如果距離<高位調(diào)整，空高=0；

【阻尼濾波】

【阻尼時間】的作用是平滑測量結(jié)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(fā)生階躍變化，測量輸出值會緩慢發(fā)生變化，在di一個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(shù)名稱阻尼時間

參數(shù)范圍（S）0 ~100

默認值（S）40

關(guān)聯(lián)配置無

選項意義阻尼輸出，提升信號穩(wěn)定性

特別事項由于測量時間短，暫時未使用此參數(shù)

【低位調(diào)整】

【低位調(diào)整】即低位調(diào)整點，具體的定義參見下圖。

低位調(diào)整編輯界面與定義

低位調(diào)整說明

參數(shù)名稱低位調(diào)整

參數(shù)范圍（m）0.1~量程

默認值（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）； 

特別事項低位調(diào)整點與量程無關(guān)，只影響物位的計算

【高位調(diào)整】

【高位調(diào)整】即高位調(diào)整點。

高位調(diào)整說明

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）； 

特別事項高位調(diào)整與盲區(qū)設(shè)定無關(guān)，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(diào)校到如下圖a點所示的位置。如果想將參考點向下調(diào)校到b點，則在設(shè)置中輸入h1。

距離偏移編輯界面

距離偏移說明

參數(shù)名稱距離偏移

參數(shù)范圍（m）(-內(nèi)置偏移)~10m

默認值（m）0

關(guān)聯(lián)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(qū)】~【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(qū)】~【距離偏移+量程】。

特別事項

【量程設(shè)定】

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

表6–10量程說明

參數(shù)名稱量程

參數(shù)范圍（m）1~65

默認值（m）35

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

選項意義算法處理時會忽略量程之外的回波，合理設(shè)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(qū)域。儀表測量極限請參見技術(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，可以通過合理設(shè)置，規(guī)避干擾與虛假回波，實現(xiàn)快速且穩(wěn)定的測量。

附錄B：術(shù)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(diào)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(qū)：（1）指儀表的近端的測量極限，盲區(qū)內(nèi)儀表無法測量

回波：雷達接受到的反射的信號。

發(fā)射錐體：天線波束角度的延伸。

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

多重回波：在目標回波距離出現(xiàn)的多次反射回波，可能為2次，3次。

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

重復(fù)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(xié)議

一、通信協(xié)議硬件接口參數(shù)

水位計采用串口通信，默認參數(shù)如下：

通信參數(shù)串口電平波特率/bps奇偶校驗數(shù)據(jù)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(xié)議格式

水位計對外通信采用ModbusRTU通信協(xié)議，每一個完整的數(shù)據(jù)幀

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

驗數(shù)據(jù)，低字節(jié)在前，高字節(jié)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(fù)數(shù)據(jù)格式說明如下：

（1）查詢參數(shù)格式：功能碼0x03

請求：

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

請求

設(shè)備地址功能碼起始地址寄存器數(shù)量數(shù)據(jù)長度寄存器值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)議命令說明

以下對每個命令進行詳細說明：

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 碼的計算規(guī)則：

預(yù)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(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 奇存器與多項式A001

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

重復(fù)步驟2 到步驟4，進行下一個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，將高地位交換，低位在前。

通訊協(xié)議范例：

主機發(fā)送數(shù)據(jù)：

站號功能碼起始地址讀取點數(shù)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(zhì)保及售后：

保修承諾：產(chǎn)品自交付期起質(zhì)保期為12個月（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)生問題除外）。

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