超声波测距传感器
[2019-05-23]
一、产品简介
利用声波介质对被检测物进行非接触式和无磨损的检测。超声波传感器对无论是透明性的物体还是有颜色的物体，金属物体或者非金属物体、以及固体、液体或是粉状物质，均能检测。周围环境条件如有烟环境、灰尘环境或是下雨条件下几乎都不会影响超声波传感器的检测性能。
二、超声波测距原理
发射发射出的超声脉冲，通过传播媒质传播到被测介质，经反射后再通过传声媒质返回到接收换能器，测出超声脉冲从发射到接收在传声媒质中传播的时间。再根据传声媒质中的声速，就可以算得从换能器到介质面的距离。从而确定液位。因此我们可以计算出探头到反射面的距离D ＝ C*t/2(除以2是因为声波从发射到接收实际是一个来回，D是距离，C是声速，t是时间）。
三、产品特点
高分辨率
响应时间短
数码管显示测量距离
通过RS 232/485 完成参数设置
丰富的输出方式：开关量、模拟量、RS232/485
四、主要技术指标
功 能 | 一体型 | ||||||
量 程 | 0.05~0.5m | 0.1~1m | 0.2~3m | 0.2~4m | 0.3~5m | 0.3~6m | |
探头频率 | 200K | 100K | 65K | 65K | 50K | 50K | |
安装尺寸 | HFTCGQ_SMG型 | M60*1.5 | |||||
M18*1.5 | M27*1.5 | M40*1.5 | M40*1.5 | M40*1.5 | M40*1.5 | ||
分辨率 | 3mm或0.1%（取大者） | ||||||
响应时间 | < 200ms | ||||||
显 示 | LED , 数码管 | ||||||
发射角度 | 20° | ||||||
模拟输出 | 4～20mA/500Ω负载、0~5V | ||||||
开关量输出 | 继电器DC 30V/ 5A 、PNP/NPN（5V）（可选） | ||||||
RS232/485 | MODBUS协议或者厂家自定义协议（可选） | ||||||
供 电 | 标配24V（±15%） | ||||||
环境温度 | -20～+60℃， | ||||||
防护等级 | IP65 可选IP67 | ||||||
五、安装指南
5.1 安装注意事项
(1)超声波传感器安装时发射面应垂直于被测物体；
(2)电源线和输出信号线不要接反。
5.2安装尺寸
⑴ 超声波传感器外形图：
HFTCGQ_SMG型：
(2)超声波传感器尺寸图
HFTCGQ_SMG型：
5.3 实物安装
HFTCGQ_SMG型：
①在被测物体上方装一个法兰 ②法兰上放一片内径相同的垫片
③把测距传感器对准法兰孔 ④将测距传感器放入法兰孔
⑤从法兰底部看到的情况 ⑥法兰下放一片内径相同的垫片
⑦拧上螺母固定好测距传感器 ⑧给测距传感器接上电缆线
HFTCGQ_ZL型：
①在被测物体上方装一个法兰 ②把测距传感器对准并放入法兰孔
③拧上螺母固定好测距传感器 ④给测距传感器接上探头线
⑤给测距传感器接上电缆线
5.4 接线方式
1、4~20mA： 蓝线： mA + 黄线： mA–
2、0~5V： 蓝线： V + 黄线： V–
3、485/232通讯： 黄线：T/R+ 蓝线： T/R–
4、继电器信号： 蓝线 黄线
5、NPN信号： 蓝线： NPN+ 黄线：NPN -
6、PNP信号： 蓝线： PNP+ 黄线： PNP-
备注：1、输出信号选择（1~6）其中一种；
2、要将黑线可靠接地；
3、当测距传感器为mA模块时，也可将黄线（mA-）接地；
六、信号说明
HFTCGQ_SMG型：
初始上电时，电源指示灯“绿灯”常亮。搜索回波信号时，状态指示灯“红灯”闪烁，当搜索到正确回波，状态指示灯“红灯”保持常亮。
当正常测量时，数码管显示实际测量值；当处于丢波状态时，数码管显示“- - -”。
HFTCGQ_ZL型：
当正常测量时，数码管显示实际测量值；当处于丢波状态时，数码管显示“- - - -”。
数码管显示的实际测量值以米为单位。
七、串口助手修改参数
注：本条说明只针对带485或232通讯模块的测距传感器。
7.1串口接法：
A B
如图A：串口一头接电脑的串口端，另一头接485转232的RS-232端；
7.2电缆线接法：
如图B：红线接24V+；黑色接24V-；黄线接485的T/R+；蓝线接485的T/R-；
7.3串口调试助手设置
C
如图C所示：
串口选择：COM1；
波特率选择：9600；
校验位选择：NONE
数据位选择：8
停止位选择：1
选择十六进制显示和十六进制发送
7.4修改参数指令
注：指令详细说明查看《V1.5版 超声波测距传感器MODBUS通讯协议2014.4.13》
八、液晶屏操作菜单
注：液晶屏为选配件。
8.1液晶屏安装
DYCGQ_SMG型：
①用十字螺丝刀旋开螺丝 ②接上液晶转接口（红色边朝里）
③接上电缆线 ④通电显示
DYCGQ_ZL型：
①用螺丝刀旋开四个角落的螺丝 ②用螺丝刀旋开里面的四个角落的螺丝
③翻开电路板，接上液晶接口（红色朝内）④接上电缆线，通电显示
8.2液晶屏按键说明
面板上有三个按键，通过这三个按键可对仪表进行调试。调试后液晶屏幕上显示测量值。
◇进入菜单项 ◇移动光标
◇确认菜单项 ◇选择菜单项
◇确认参数修改 ◇参数修改
8.3运行模式界面简介
本系列超声波测距传感器有运行和设置两种工作模式，在设备通电并完成初始化过程后，测距传感器会自动进入运行模式，并开始测量数据。此时测量为距离测量模式。并相对输出4～20mA值。输出电流与物位高低成正比。
超声波测距传感器运行模式界面如下：
8.4菜单设置介绍
① 在运行模式界面按Set键进入一级菜单界面：
② 一级菜单各项说明：
◆“0 结束设置”
当选择此项时，按Set键将退回到运行模式界面。
◆“1 参数锁定”
菜单上锁，当你的参数设置好，不希望别人随意改动，把菜单上锁，这样就要输入密码才能解锁进行菜单操作。本物位计的初始密码为25，用户可以修改初始密码任意设置自己的密码（特别提醒请记住自己设置的密码，如若忘记应与厂家联系）。
说明：
不锁定：不锁定，那将所有的菜单都可以随意修改。
全局锁定：全局锁定后，必须输入密码才能修改。
★当参数被锁定时，按Set键进入参数锁定的解锁界面：
◆“2 量程设置”
设置参考零点、量程高点、量程低点、显示单位。
参考零点：设置测距传感器参考零点，这个主要是物位测量的时候才有意义；出厂设置默认量程。
量程低点：设置测距传感器4mA对应输出的测量值；出厂设置默认为0。
量程高点：设置测距传感器20mA对应输出的测量置；出厂设置默认为量程。
显示单位：有m、cm、mm三种单位可以选择，m: 以米显示，cm: 以厘米显示，mm: 以毫米显示，出厂设置默认为m。
◆“3 测量模式”
模式选择：有距离测量和物位测量两项可以选择。距离测量:显示值为探头到被测平面距离；物位测量:显示值为参考零点到液面的距离即液位高度。出厂设置默认为物位测量。
响应速度：有慢速、中速、快速三项可以选择。慢速:响应速率慢,测量精度高，不容易受干扰；中速: 介于慢速和快速之间；快速:响应速率快,测量精度低，容易受干扰。出厂设置默认中速。
安全物位：有保持、最小值、值、设定值四项可以选择。保持:系统丢波后显示值为最后测量值,电流为相对应值；最小值: 系统丢波后显示值为4mA,电流为4mA；值: 系统丢波后显示值为20mA,电流为20mA；设定值: 系统丢波后显示值为最后测量值,电流输出为设定电流的设定值。出厂设置默认为保持。
设定电流：设置丢波后的输出电流,大于3.6mA,小于22mA,再选择为保持/值/最小值时无效。出厂设置默认为3.6mA。
◆“4 探头设置”(这项参数请不要修改)
选择探头及设置相关参数。
探头选择：有1～9共九项可以选择。根据探头上的标签选择，出厂设置默认为5。
盲区设置：设置探头的近端盲区，出厂设置默认为0.30。
◆“5 算法选择”(这项参数请不要修改)
算法选择：有特殊环境一、特殊环境二、特殊环境三、特殊环境四、特殊环境五、特殊环境六、特殊环境七，共七项可以选择。出厂设置默认为特殊环境七。
◆“6 报警设置”设置报警继电器。
报警1模式：有关闭、低位报警、高位报警三项可以选择。关闭:继电器1不作用；低位报警:继电器1低位报警；高位报警:继电器1高位报警。出厂设置默认为关闭。
报警1值: 以米为单位, 出厂设置默认为0。
报警1回差：以米为单位，触发报警后解除报警需要测量值到报警值+/-报警回差时才有效。出厂设置默认为0。
◆“7 参数校正”(这项参数请不要修改)
进行量程校正、声速校正、电流输出校正、参考电平校正操作。
量程校正：输入实际值,系统自动进行量程校正。出厂设置默认为测量值。
声速校正：输入实际值,系统自动进行声速校正,运用在不是空气的场合。例如：在汽油、丙酮、酒精等很多挥发性气体的场合，声音在这些气体中的传播速度不一样，需要校正。
4mA校正：修改值,直到实际输出电流为4mA为止。出厂设置默认为3100。
20mA校正：修改值,直到实际输出电流为20mA为止。出厂设置默认为7200。
参考电平：输入相应测试点测得的电压值。出厂设置默认为5.00。
◆“8 通信设置”
通讯地址：选择通讯的地址，默认值为1。
波特率：选择通讯的频率，有2400、4800、9600、19200可选，默认值为9600。
工作方式：选择通讯的工作方式，有“自动报告方式”、“查询方式”，默认为“自动报告方式”。
◆“9 复位选择”
出厂复位：是:恢复到刚出厂设置的状态。可以解决设置错误的问题。
否: 退出。出厂设置默认为否。
系统复位：是：恢复系统设置。否：退出。出厂设置默认为否。（请不要修改这一项）
九、错误现象及处理
现象 | 原因 | 解决办法 |
电源指示灯绿灯不亮 | 电源未接好 | 检查电源线 |
状态指示灯红色闪烁 | 1.被测距离超出传感器量程 | 1.考虑更换大 量程的传感器 |
2.被测介质有强烈扰动，振动或者粉尘严重 | 2.等待被测介质恢复平静后，设备会自动恢复正常测量 | |
3.周边有变频器、电动机等强干扰源 | 3.检查周边环境，做好电磁屏蔽。不可与变频器、电动机共用同一个电源,且保证电源可靠接地 | |
4.探头未对准被测平面 | 4.重新安装传感器，垂直于被测面 | |
5.被测空间内有多余物体，比如支撑杆、下料口等等 | 5.重新选择合适的安装位置，尽量避免干扰物出现 | |
6.被测物界面进去盲区 | 6.抬高传感器安装位置 | |
7.被测介质是松软的粉末，或者液面有泡沫。 | 7.排除泡沫，如果是粉末要咨询生产商。 |
