大氣壓與水文傳感器概要

大氣壓與水文傳感器概要第一頁，共32頁。CS105大氣壓傳感器概述CS105是Vaisala公司的一種大氣壓傳感器，它被封裝在一個鋁制的外殼里，外殼上有一個進(jìn)氣管，以保持內(nèi)外氣壓平衡。傳感器由兩片硅片組成，其中一片用作氣壓傳感膜，另一片用作剛性支撐盤。氣壓變化使氣壓傳感膜產(chǎn)生變形，從而改變傳感器的電容大小。測量電容大小，并將其線性化。傳感器的模擬輸出電壓可以表征氣壓的大小。第二頁，共32頁。規(guī)格一般性能量程：600mB到1060mB(hPa)溫度范圍：-40℃到+60℃濕度范圍：無凝結(jié)線性：±0.45mB滯后性：±0.05mB重復(fù)性：±0.05mB校正不確定性：±0.15mB20℃總精確性：±0.50mB總精確性：+20℃±0.50mB0℃到40℃±1.5mB-20℃到60℃±2.0mB-40℃到60℃±3.0mB漂移：<±0.1mB/年過壓極限：2000mB第三頁，共32頁。

電學(xué)性能供電電壓：10V到30VDC供電電壓靈敏性：<±0.1mB電流消耗：工作狀態(tài)<4mA,等待狀態(tài)<1μA輸出電壓：0到2.5VDC負(fù)荷電阻：最小10KΩ負(fù)荷電容：最大47nF開關(guān)電平電壓：0VDC關(guān)，5VDC開預(yù)熱時間：1秒2．3物理特性尺寸：600mm×97mm×22mm重量：85g安裝孔尺寸：76.2mm第四頁，共32頁。安裝CS105有兩種工作模式：斷續(xù)供電和連續(xù)供電。在傳感器的正面有一個黑色的橡皮塞，取下橡皮塞，在它的下面有一個跳線。當(dāng)安裝跳線時,CS105工作在連續(xù)供電模式下。當(dāng)取下跳線時，則工作在斷續(xù)供電模式下，由數(shù)據(jù)采集器的控制口控制傳感器的供、斷電。CS105的默認(rèn)工作模式是斷續(xù)供電模式。用兩個螺絲將PTB101B安裝在數(shù)采箱后板的合適位置即可。安裝圖如圖1所示第五頁，共32頁。接線標(biāo)定為了精確測量，建議PTB101B每年進(jìn)行一次標(biāo)定。在傳感器的正面有一個用黑色橡皮塞塞住的小孔，里面有一個可調(diào)電位器。通過調(diào)節(jié)電位器，可以對輸出進(jìn)行小范圍調(diào)節(jié)（±2mB）。完整的校正需返回生產(chǎn)廠家。第六頁，共32頁。第七頁，共32頁。七.水文傳感器1.CS420壓力傳感器2.CS547電導(dǎo)率溫度探頭3.CSIM11PH探頭第八頁，共32頁。1.CS420壓力傳感器功能

Cs420是一種浸入式壓力傳感器，由Druck制造。用來測量地下水、地表水、或有害流體的水位。隨著水位的改變而引起CS420內(nèi)部熱敏電阻的變化。當(dāng)產(chǎn)生一個激發(fā)電壓的時候，電阻上的電壓就會隨著液壓的變化而變化。數(shù)采自帶激發(fā)電壓和測量電阻，然后按需要（如壓力、深度、或水位）來轉(zhuǎn)換測量值，適用的數(shù)采有CR510、CR500、CR10(X)、21X、和CR23X.CS420傳感器是由鈦金屬制造，外徑0.69”。

第九頁，共32頁。規(guī)格壓力量程：2.5,5,10,15,20,30,50,75,100psig精度：±0.1%FSO激發(fā)電壓：在10V時最大5Mv工作溫度范圍：-20度到60度溫度影響：在2.5psig的總誤差±0.6%F.S在5psig的總誤差±0.3%F.S直徑：0.69”（1.75cm）OD，3.8（9.5cm）重量：50ft重1.4千克輸出電壓：50mV第十頁，共32頁。安裝

通風(fēng)管通風(fēng)管可以使傳感器和大氣相通，為了防止水汽進(jìn)入傳感器內(nèi)部，傳感器要用通風(fēng)管密封。進(jìn)行工作前，有效的通風(fēng)管是開放的。電纜必須放在干燥箱內(nèi)或CompbellScientific提供的DES2箱內(nèi)。要注意的是：要定期更換干燥劑！排除氣泡當(dāng)把傳感器沉入水中時，在壓力盤和水的表面之間會產(chǎn)生氣泡，這些氣泡會引起誤差。所以在把傳感器放入水中之前，需要把氣泡排除出去。需注意的是：在排除氣泡時不要撞擊傳感器或其它的固體表面，防止毀壞震動膜。瞬時保護(hù)在多閃電地區(qū)推薦使用順試電涌保護(hù)。在閃電少的地區(qū)傳感器能夠低得住直接的撞擊，但是瞬時保護(hù)可以減少受撞擊的程度。CompbellScientific可以提供SVP48電涌保護(hù)裝置.當(dāng)突然出現(xiàn)過大電壓時，電涌保護(hù)就會起到保護(hù)作用。溫度浮動如果你所測的位置的溫度變化較大，就應(yīng)該用六線的傳感器來測來測量。第十一頁，共32頁。數(shù)采和傳感器的連接通常使用的是六線的傳感器。如果電纜不長（不大于100英寸），溫度變化又不大，在允許范圍內(nèi)，使用四線傳感器也比較可靠。六線的測量的精度也很準(zhǔn)，四線的僅僅是占的模擬通道較少，四線的傳感器不用橙色和黑色的線。4.1六線配置和四線配置的接線圖六線的配置數(shù)采CS420激發(fā)口紅色（供電的正極）模擬接地白色（供電的負(fù)極）模擬端的H橙色（激發(fā)控制口正極）模擬端的L黑色（激發(fā)控制口負(fù)極）模擬端的H紅色（信號輸出端正極）模擬端的L藍(lán)色（信號輸出端負(fù)極）模擬端的接地端無色（屏蔽線）四線的配置數(shù)采CS420激發(fā)口紅色（供電的正極）模擬接地白色（供電的負(fù)極）模擬端的H紅色（信號輸出端正極）模擬端的L藍(lán)色（信號輸出端負(fù)極）模擬端的接地端無色（屏蔽線）要注意的是：數(shù)采必須有接地保護(hù)，這樣可以減少電磁干擾和防雷擊。第十二頁，共32頁。維護(hù)

當(dāng)干燥劑變色時或者濕度卡有顯示時，應(yīng)該及時更換干燥劑。根據(jù)傳感器的使用情況，他們的維護(hù)周期分一個月、三個月、半年或一年、二年第十三頁，共32頁。;--------------MeasureCS420----------------32:FullBridgew/mvExcit(P9)1:1Reps2:355000mV,50HzReject,Fast,ExRange3:3250mV,50HzReject,Slow,BrRange4:10DIFFChannel5:1Exciteallrepsw/Exchan16:2500mVExcitation7:37Loc[W_Depth_m]8:1.0Mult9:0.0Offset33:Z=X*Y(P36)1:37XLoc[W_Depth_m]2:63YLoc[CS420_Mul]3:37ZLoc[W_Depth_m]第十四頁，共32頁。CS547A電導(dǎo)率溫度探頭CS547A電導(dǎo)率溫度探頭和A547接口與數(shù)采連接起來就可以測電導(dǎo)率、可溶性固體和流動水的溫度。他們需要使用激發(fā)電壓，所以可使用CR510、CR10(X)、21X、CR23X和CR7等數(shù)采器.電導(dǎo)率是溶液的一個物理特性，CS547A適合測量KCL、NaSO4、NaHCO3、和NaCL溶液的電導(dǎo)率。電導(dǎo)率傳感器電導(dǎo)率傳感器上邊安著三個不銹鋼環(huán)，通過激發(fā)可以測出在管子中水的電阻。他的內(nèi)部含有一個三線半橋的熱敏電阻，可以用來測量溫度。第十五頁，共32頁。A547接口接口內(nèi)含有滑動變阻器和電容器。這個接口在不凝固的狀態(tài)下使用，在溫度允許的范圍內(nèi)工作。多個CS547A探頭通過一個擴(kuò)展板AM16/32或AM416與一個A547連接即可。第十六頁，共32頁。性能說明：電導(dǎo)率測量范圍：0.005-7.0mScm-1深度范圍：最大305米導(dǎo)線長度：最大305米PH范圍：3.0-9.0尺寸：1.0"x0.75"x3.5"溫度范圍:0°-50°C溫度精度:<0.1℃(0°-48°C)溫度采用熱敏電阻探頭第十七頁，共32頁。安裝注意點：如果快速把它放在太陽下或者沉入水中，這樣快速的加熱或冷卻，可能會對傳感器產(chǎn)生無法挽回的損壞。安裝位置的選擇當(dāng)水流過傳感器的洞時，電導(dǎo)率傳感器的探頭就可以測量得水的電導(dǎo)率。測急流的電導(dǎo)率，需要持續(xù)地把探頭直接的放在急流中。而測量流動小溪的電導(dǎo)率時就容易得多了，傳感器的方向只需和水流的方向平行就可以了。在井水中或地下水中，反應(yīng)時間決定離子的散射率。裝備封閉層和傳感器電纜都是用防水、耐用材料制成。需要注意的是不要把探頭安裝在可滑動和能移動的物體上。把電纜用網(wǎng)兜兜住可以減少電纜所受的應(yīng)力，推薦使用比100英寸長的電纜。A547通常裝在數(shù)采箱內(nèi)。第十八頁，共32頁。接線需注意的是：測電導(dǎo)率的激發(fā)通道端口和測溫度的激發(fā)通道應(yīng)該單獨使用，否則會產(chǎn)生誤差。維護(hù)根據(jù)水質(zhì)來考慮維護(hù)的周期，主要清理探頭的孔,防止堵塞。第十九頁，共32頁。;--------------MeasureCS547----------------2:FullBridge(P6)1:1Reps2:155000mV,FastRange3:5DIFFChannel4:4Exciteallrepsw/Exchan45:2500mVExcitation6:60Loc[Rs]7:-0.001Mult8:0.0Offset3:BRTransformRf[X/(1-X)](P59)1:1Reps2:60Loc[Rs]3:1Multiplier(Rf)4:CASE(P93)1:60CaseLoc[Rs]第二十頁，共32頁。

5:IfCaseLocation<F(P83)1:1.8F2:30ThenDo6:ACHalfBridge(P5)1:1Reps2:155000mV,FastRange3:10SEChannel4:4Exciteallrepsw/Exchan45:2500mVExcitation6:60Loc[Rs]7:1.0Mult8:0.0Offset7:BRTransformRf[X/(1-X)](P59)1:1Reps2:60Loc[Rs]3:1Multiplier(Rf)8:End(P95)9:IfCaseLocation<F(P83)1:9.25F2:30ThenDo10:FullBridge(P6)1:1Reps2:155000mV,FastRange3:5DIFFChannel4:4Exciteallrepsw/Exchan45:2500mVExcitation6:60Loc[Rs]7:-0.001Mult8:1Offset11:BRTransformRf[X/(1-X)](P59)1:1Reps2:60Loc[Rs]3:1Multiplier(Rf)12:End(P95)

第二十一頁，共32頁。

13:IfCaseLocation<F(P83)1:280F2:30ThenDo14:FullBridge(P6)1:1Reps2:141000mV,FastRange3:5DIFFChannel4:4Exciteallrepsw/Exchan45:2500mVExcitation6:60Loc[Rs]7:-0.001Mult8:1Offset15:BRTransformRf[X/(1-X)](P59)1:1Reps2:60Loc[Rs]3:1Multiplier(Rf)16:End(P95)17:End(P95)第二十二頁，共32頁。Subtractresistanceerrors(Rp)causedbytheblockingcapacitors;(0.005Kohm)andthecablelength(0.000032kohm/ft).18:Z=Fx10^n(P30)1:50F;Enterthecablelenthinfeethere.2:00n,Exponentof103:61ZLoc[Rp]19:Z=X*F(P37)1:61XLoc[Rp]2:0.00032F3:61ZLoc[Rp]20:Z=X*F(P37)1:61XLoc[Rp]2:-0.1F3:61ZLoc[Rp]21:Z=X+F(P34)1:61XLoc[Rp]2:-0.005F3:61ZLoc[Rp]22:Z=X+Y(P33)1:60XLoc[Rs]2:61YLoc[Rp]3:60ZLoc[Rs]23:Z=1/X(P42)1:60XLoc[Rs]2:62ZLoc[one_ovrRs]24:Z=X*F(P37)1:62XLoc[one_ovrRs]2:1.444F;Enterthecellconstant.3:35ZLoc[Ct]25:If(X<=>F)(P89)1:35XLoc[Ct]2:4<3:0.474F4:30ThenDo26:Z=X*F(P37)1:35XLoc[Ct]2:0.95031F3:35ZLoc[Ct]27:Z=X+F(P34)1:35XLoc[Ct]2:-0.00378F3:35ZLoc[Ct]28:Else(P94)29:Polynomial(P55)1:1Reps2:35XLoc[Ct]3:35F(X)Loc[Ct]4:-0.02889C05:0.98614C16:0.02846C27:0.0C38:0.0C49:0.0C530:End(P95)第二十三頁，共32頁。3.CSIM11PH探頭簡介這種探頭特別適合在工業(yè)和農(nóng)業(yè)上使用，因為它墊了一個墊片，還內(nèi)置一個前置放大器，這種放大器可以排除離子的影響。除了在電極頭上繞了一個2英寸的鉑帶外，CSIM11防氧化探頭和CSIM11pH探頭是一樣的。這個鉑帶可減少水中電子的影響。PH量程:0--14;精度:±0.1pH單位，工作溫度:0o--+70oC；壓力:0--30psig，需要107探頭測量溫度進(jìn)行補償。第二十四頁，共32頁。傳感器規(guī)格:PH值范圍:0到14溫度范圍:0度到70度精確性:+_0.1%誤差:0.05阻抗:<1歐姆在25度時連線

圖是傳感器與CR10(X)、CR500、CR510和21X的連線。

第二十五頁，共32頁。維護(hù)任何離子濃度傳感器都需要比其它的傳感器更多的維護(hù)。鉑帶容易被水藻和水里的生物弄臟，所以每隔一到兩周就需要維護(hù)一次。在維護(hù)時也要防止對溶液產(chǎn)生污染。卸下的螺絲等零件放在干凈的地方。更換新溶液時也要按要求做。第二十六頁，共32頁。CS511溶氧量傳感器1.概況:傳感器的探針是以流動的形式產(chǎn)生的一個電壓信號,這個信號通過測量的媒介與氧量成正比.氧量的陰極擴(kuò)散通過膈膜,與另一邊的陽極發(fā)生化學(xué)反應(yīng).化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生一個電流,通過線里面的一個電阻產(chǎn)生電壓信號.同時一個電熱調(diào)節(jié)器給信號以作為溫度補償.傳感器組成有兩部分,上面的部分是一個陰極,陽極,電纜.下面的部分是由一膈膜帽組成的一個螺旋槳.螺旋槳里裝有電解液.傳感器不需要外部給其供電,共有三顆線,兩顆線是信號線,一顆是接地線.傳感器的維護(hù)非常簡單.不用專門維修,只需定期檢查膈膜.第二十七頁，共32頁。規(guī)格:測量原理:氧量通過膈膜流動輸出信號:1.65mv+_0.45mvpermg/l精確度:+_2%輸出阻抗:10kOhms響應(yīng)時間:穩(wěn)定之后大約在一分鐘左右膈膜:0.05mm(2mil)聚四氟乙烯電纜:標(biāo)準(zhǔn)長度3米,其它長度另定

第二十八頁，共32頁。工作條件:溫度:0到50度氣壓:最大10大氣壓(147psig)最小的淹沒深度:60mm最小的水的流速:5cm/s通過膈膜校正:空氣中或在飽和水中溫度補償:自動補償在4--40度