黄河水利委员会山东水文水资源局泺口水文站 山东济南 250032
摘要：通过详细介绍新型WHH12-1A无线电子水尺的结构和工作原理、技术性能，以及在泺口水文站现场试用比测情况，得出：WHH12-1A系列无线电子水尺，是一种技术先进，性能突出的水位观测设备，完全可以满足水位在线自动观测，值得今后大力推广应用
关键词：新型；电子水尺；泺口水文站；应用
1 引言
2014年11月泺口水文站，在基本水尺断面安装了黄河水利委员会信息中心研制的新型WHH12-1A无线电子水尺对水位进行观测，该产品获得国家实用新型专利，使用效果良好，并完全实现了水位在线自动监测。
2 WHH12-1A无线电子水尺结构及工作原理
WHH12-1A系列无线电子水尺由一台无线数据采集器（见图1）和若干根（顶部）自带无线变送器的电子水尺（内置温度传感器）（见图2）组成。
传感器将探测到的水位水温数据传送到变送器，变送器将数据变为无线信号传送到数据采集器，数据采集器将采集到的同一断面上的各个电子水尺的数据进行运算整合，形成一个单一的断面水位、水温数据输出。采集器除可以显示水位、水温外还具有一个RS-485串行口输出（输出水位、水温）和一个12位并行格雷码输出（仅水位），其输出的水位值为自最低处测体的零点算起的水位。
3 WHH12-1A无线电子水尺技术参数
电子水尺的有效测量长度：96cm×K（k=1.2……42），电子水尺外观长度：100cm×k，实测水位变幅0至40m，分辨率：1cm，精度：±1cm，电子水尺供电：内置太阳能不间断电源，续航能力：光照充电4小时即可保证无光照工作15天，无线数据收发距离≤800 m，可组合电子水尺数：1至30个，采集频率：6分钟，串行输出：RS465，波特率：9600，通讯协议：Modbus-RTU，并行输出：12位格雷码，工作温度：-20℃至60℃，采集器电源：12VDC，采集器平均功耗：15 Ma。
4 WHH12-1A无线电子水尺技术优点
（1）无线连接—安装十分方便
WHH12-1A的电子水尺和采集器之间通过自带的无线变送器连接，省去了铺设电缆的麻烦和费用。一个采集器可连接多达三十个电子水尺，每个电子水尺都有一个唯一的识别码，可实现分级阶梯安装，整个安装、调试工作极为方便。
（2）功耗低—太阳能供电
WHH12-1A系列无线电子水尺全部器件选用目前国际上最先进的低功耗芯片，电子水尺仅用其自带变送器中内置的一套完整小型太阳能不间断供电系统便可保证设备的长期连续工作。
（3）镀金触点—防腐蚀、抗老化
WHH12-1A系列无线电子水尺的水位感应触点采用了镀金工艺处理，化学稳定性极高，并且传感器隐蔽于玻璃钢保护管内，因此具有极强的防腐、防冻、耐热和抗老化性能，适用于各种恶劣的水体环境。
可同时监测水位、水温
WHH12-1A系列无线电子水尺的无线采集器可安装于站房内，由于在电子水尺内内置了一只温度传感器，用户在站房内不但可以观测水位还可同时监测水温，极大的减轻了工作人员的劳动强度，扩展了仪器的应用范围。
全量程编码—精度有保证
WHH12-1A系列无线电子水尺采用全量程绝对编码，全量程范围内分辨率和精度恒定，不受温度、压力和湿度等环境因素的影响。
通用输出形式—兼容性好
WHH12-1A系列无线电子水尺的数据采集器除自带液晶显示器可现场观测实时的水位、水温外，还具有RS-485串行口输出（通用的Modbus-RTU协议）和12位并行格雷码输出（兼容浮子水位计接口），可方便的与各个厂商的RTU配合组成水位遥测系统。
5 WHH12-1A无线电子水尺的安装与比测
5．1WHH12-1A无线电子水尺的安装
在泺口水文站基本水位观测断面，采用垂直安装的方式，为了安装和使用方便，直接把电
子水尺用5号防锈铁丝捆绑到原来的P5和P4直立式水尺靠桩上，这样既不影响原来水尺观读水位，又同时满足了电子水尺对水位的监测。外业安装步骤是：安装固定传感器、设置水尺数量、注册电子水尺、完成安装。安装图如下：
外业安装完成后，在在计算机上完成：电子水尺配套的软件安装和调试，直至传输回来的数据正常、合格为止，就可以启用电子水尺了。
5．2WHH12-1A无线电子水尺的比测
按水位观测标准，电子水尺正式投产使用前，必须进行比测。
泺口水文站自2014年11月1日至2015年2月15日，对所使用的电子水尺进行了三个多月的比测，每日8时、14时、20时均进行观测对比。观测方法是：在与电子水尺同一靠桩上的水尺板进行人工观读水位，以及人工测量该处水尺周围的水温，水温表采用质量检测部门认定的水温表，并做好各项观测数据的记录，然后在计算机上查询和输出与人工观测时间严格相对应的电子水尺监测的水位、水温数据资料组成一组，共取得有效比测数据：水位300组。水温300组。对比测数据按规范要求进行计算分析，得出比测结果非常理想。
水位的比测结果是：累计频率75%的偶然误差±0.39%；累计频率95%的偶然误差±0.65%；系统误差0。
水温的比测结果是：累计频率75%的偶然误差±0.27%；累计频率95%的偶然误差±0.54%；系统误差0。水位、水温的比测结果均符合规范要求。
6 结语
WHH12-1A系列无线电子水尺是一种新型的，技术先进，优点突出的水位观测设备，通过泺口水文站现场使用比测，电子水尺在线监测的水位、水温等各项数据均满足国家规范的要求。由于其先进的技术性能，完全满足水位在线自动观测，值得今后大力推广应用。
参考文献：
[1]水位观测标准.北京.中国计划出版社.2010.12
作者简介：
李庆银 性别：男 1962年出生 山东济南人 高级工程师，从事水文勘测工作，研究方向：水文基础理论研究及应用，黄河水利委员会山东水文水资源局泺口水文站。
论文作者:李庆银,李倩,李蛟,邱梦晨
论文发表刊物:《基层建设》2017年第9期
论文发表时间:2017/7/21
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