激光水位计实施方案

激光水位计
研发及实施方案苏北航务管理处技术保障中心
一、工作原理
激光水位计主要运用激光测距的工作原理，利用激光测距仪并配合反射靶面，将检测激光照射到靶面上，靶面将激光反射，测量仪检测到反射的激光，根据两者的时间差和激光的传播速度，计算出实际距离，再根据水尺的标高进行运算，计算出当前的实际水位数值。

二、系统组成：
激光水位计由以下部件组成：
1、激光测距仪，量程10-20米之间，直流24V供电，输出信号格式4~20MA 电流输出
2、反射靶
3、保护管
4、测距仪防水保护罩
三、现场安装
1、安装点的选择：水位计安装点的选择原则是，便于安装和维修、便于电缆的布线、安全不易被船舶碰撞
2、安装数量：2套，1套位于闸室内，1套位于闸室外。

目
3、实施船闸：前先选择在淮阴一号闸下游闸外，水位管位于一号闸下游修理门槽内，与原有的压阻式水位计安装在一起。

四、所需材料、设备清单
1、激光测距仪2只，相关技术参数与特性需要与厂家进一步咨询
2、反射靶2套，以自制为主
3、保护管：自制
4、保护罩：外采购
5、连接电缆：根据现场情况确定数量
五、激光水位计工作示意图
激光水位计的工作原理是，利用激光测距的原理，在水位计管中安装一个发射靶，发射靶在水位计管中可以随着水位的变化可以上下浮动，激光测距仪将光束打到发射靶面上，发射靶将激光反射回去，测距仪根据激光运行的时间自动计算出距离的数值。

同时由测距仪输出4~20MA的电流模拟量信号，由PLC对此信号进行采集、处理、运算，从而计算出当前的水位值。

六、安装过程示意图
1）安装地点位于淮阴一号闸下游闸外，水位
钢管安装在修理门槽内，测距仪安装在封闭的
箱体中。

箱体固定在闸室墙面上。

2）测距仪在箱体内用支架进
行固定，使其发出的光束向下直
射，打在水位管中的靶面上，图
中手掌中的红点为激光束。

3）图中在箱体的下部开了
一个圆孔，光束从这里直射入
水位计管中，打到靶面上。

4）反射靶的制作参照了浮桶的原理，放入水位管
中可以浮在水面上，将其上部做成一个平面，光束
打到上面可以进行反射。

七、激光水位计的运行情况
目前激光水位计已安装并调试结束，信号已接入PLC中，并且在一号闸上下闸首和淮阴船闸监控中心的组态软件中进行显示。

为了进行比对，我们将一号闸下游闸内的压阻式水位计与激光水位计的数值，调整成为一个统一的数值，我们将跟踪观察这两个水位值的变化情况，以进行比对。

八、激光水位计的推广和应用中存在的问题
1）安装精度较高，因此对安装环境有一定的要求，因此需要寻找到理想的安装地点同时也是理想的测量的地点
2）测距仪安装在室外，防水问题需要考虑。

3）本次实验中，因为没有经验，对反射靶和安装方式考虑不够周到，还需要持续改进。