Sensor dixital de presión e temperatura STEVENS

Sensor dixital de presión e temperatura

Información do produto

O sensor dixital de presión e temperatura é un produto de STEVENS WATER MONITORING SYSTEMS, INC. Está dispoñible en modelos ventilados e sen ventilación con números de pedido que van desde 51168-201 ata 51168-307. O sensor ten un número de orde de calibración anual recomendado de 32142. Pode medir a profundidade da auga ata 200 metros e ten un límite de sobrepresión de 400 metros. O sensor ten compoñentes de protección contra sobretensións para a protección contra raios, pero os danos causados ​​polos raios non están cubertos pola garantía. O Smart PT ten garantía de soportar condicións de conxelación sen danos se se quita a tapa negra, excepto o sensor de ventilación de 0.2 bar. O Smart PT ten un tubo de ventilación ao longo do cable para facer referencia á presión da auga contra a presión barométrica. Vén cunha tapa de resina deseñado para protexer a membrana cerámica dos danos por expansión do xeo.

Instrucións de uso do produto

1. Escolla o modelo axeitado en función do rango de medición necesario e do número de pedido.
2. Antes da instalación, conecte a cápsula desecante e retire a tapa amarela do tubo de ventilación da versión ventilada.
3. Se se espera que o sensor se conxele, retire a tapa de resina de deseño para evitar danos debido á expansión do xeo.
4. Conecte os cables seguindo o código de cores indicado no manual. Só debe conectarse unha interface de comunicación: SDI-12 ou Modbus.
5. O Smart PT debe calibrarse cada ano para corrixir a deriva a longo prazo. Antes de devolver o sensor para a súa calibración ou reparación, navegue ata a páxina "Soporte" en http://www.stevenswater.com e enche o formulario RMA. Se o sensor foi usado en auga contaminada, debe ser limpo antes do envío.
6. Use o modo transparente SDI-12 para emitir comandos. O primeiro carácter de calquera comando ou resposta no SDI-12 é o enderezo do sensor, cunha `a' minúscula usada para representar o enderezo. Cada sensor SDI-12 debe ter o seu propio enderezo único. O enderezo predeterminado é 0.
7. Os comandos e respostas básicas SDI-12 ofrécense no manual como referencia.

Introdución

Stevens Smart PT é un sensor dixital avanzado de presión e temperatura ideal para medicións de nivel de auga, así como para moitas outras aplicacións de monitorización de presión e nivel de fluídos. A interface de comunicacións SDI-12 ofrece compatibilidade universal cos rexistradores de datos estándar da industria. Ademais, o soporte de Modbus RTU (sobre RS485) amplía as comunicacións a outros tipos de rexistradores de datos e controladores lóxicos programables (PLC). Ademais das simples medicións instantáneas de presión, nivel e temperatura, Smart PT inclúe a capacidade de rexistrar automaticamente os niveis máximos de cresta e calcular os niveis medios, así como unha desviación estándar, todo sen configuracións complexas do rexistrador de datos. Outras funcións avanzadas inclúen a densidade de fluído axustable, a compensación automática da densidade da temperatura da auga e a compensación de gravidade local axustable. Un cabezal sensor roscado M14-1 permite un fácil montaxe en tubos. Unha tapa roscada incluída ofrece unha fenda que se pode usar para montar pesos ou tirar o sensor a través de tubos ou outras áreas pequenas. O Smart PT está construído para durar anos no campo con compoñentes totalmente selados e envasados, unha membrana cerámica robusta, carcasa de aceiro inoxidable e un cable de calidade industrial.

Número de pedido	Rango (bar)	Profundidade da auga (m)	Profundidade da auga (fts)	Sobrepresión (m)
Ventilado
51168-201	0.2	2	6.6	50
51168-202	0.4	4	13	60
51168-203	1	10	33	100
51168-204	2	20	66	150
51168-205	4	40	130	250
51168-206	10	100	330	400
51168-207	20	200	660	400
Non ventilado
51168-303	1.4	4	13	90
51168-304	2	10	33	140
51168-305	4	30	100	240
51168-306	10	90	300	390
51168-307	20	190	630	390
Calibración anual recomendada
32142

Parámetro	Precisión	Unidade
Precisión da presión	0.1 %	Escala completa
Estabilidade a longo prazo	Máximo 0.15% ao ano	Escala completa
Precisión da temperatura	± 0.25	°C
SDI-12 consumo medio de corrente	1.5	mA
Consumo de corrente medio Modbus	1.5	mA

Parámetro	Min	Máx	Unidade
Vol. Subministracióntage durante a operación	6	18	V
Temperatura durante o funcionamento	-20	80	°C

Garantía

O Smart PT ten compoñentes internos de protección contra sobretensións para protección contra raios. Non obstante, os danos causados ​​por raios non están cubertos pola garantía. Excepto o sensor de ventilación de 0.2 bar, o Smart PT ten garantía de soportar condicións de conxelación sen danos se se retira a tapa negra. O sensor ventilado de 0.2 bar é máis sensible á sobrepresión e non está garantido para condicións de conxelación.

Cableado
Nota: Só debe conectarse unha interface de comunicación: SDI-12 ou Modbus.

Cor do fío	Sinal
Negro	Terra
Vermello	+ 12 Vdc
Azul	Datos SDI-12
Branco	Modbus A
Verde	Modbus B

Tubo de ventilación
A versión ventilada do Smart PT ten un tubo ao longo do cable. Isto permite que a presión da auga na parte frontal do transdutor faga referencia á presión barométrica. O Smart PT envíase cunha tapa negra sobre o extremo do tubo de ventilación para evitar a entrada de humidade, e cunha cápsula desecante separada. Antes da instalación é necesario conectar a cápsula desecante e retirar a tapa amarela.

Xeo
O Smart PT envíase cunha tapa de resina deseñada para protexer a membrana cerámica. É importante quitar a tapa se se espera que o Smart PT se conxele. Se a tapa non se retira, o xeo en expansión atrapado baixo a tapa dañará a membrana cerámica.

Embalaxe para calibración e reparación

Para corrixir a deriva a longo prazo, o Smart PT debe calibrarse cada ano. Antes de devolver o sensor para a súa calibración ou reparación, navegue ata a páxina "Asistencia técnica" en http://www.stevenswater.com e enche o formulario RMA. Se o sensor foi usado en auga contaminada, o sensor debe ser limpo antes do envío. Enrola e ata o cable do sensor antes do envío.

Comandos e Respostas SDI-12

Referencia rápida de comandos

• M: presión, temperatura
• M1: mínimo, máximo
• M2: media, desviación típica

Enderezo
O primeiro carácter de calquera comando ou resposta no SDI-12 é o enderezo do sensor. Unha "a" minúscula úsase para representar o enderezo. Cada sensor SDI-12 debe ter o seu propio enderezo único. O enderezo predeterminado é "0". Use SDI-12 "Modo transparente" para emitir comandos.

Comandos básicos SDI-12

Comando	Resposta	Descrición
a!	a	Recoñecer activo   a – enderezo do sensor
eu!	a14ccccccccmmmmmmvvvxxx...xx   ExampLe: Ventilación: 014STEVENSW_SVP01_VT_1234567890 Sen ventilación: 014STEVENSW_SVP01_NV_1234567890	Enviar identificación   a – enderezo do sensor 14 – Versión do protocolo SDI-12 ccc… – identificación do fabricante mmm… – identificación do sensor vvv – versión do sensor xxx… – número de serie
aAb!	b	Cambiar enderezo   b - novo enderezo
?!	a	Consulta de enderezos   a – enderezo do sensor
aM!	attn   Example: a0002	Solicitar unha única lectura de presión e temperatura

Comando	Resposta	Descrición
		t – segundos ata que a medición estea lista (sempre cero) n – número de campos de datos na medición (sempre dous para este comando)
aD0!	a   Example: a+1.0+25.6	Enviar unha única presión e temperatura lectura   a – enderezo do sensor valor 1: profundidade ou presión valor 2 - temperatura
aM1!	attn   Example: a0004	Solicitude mínimo e máximo (cresta e canal) desde o último comando M1   Smart PT toma comoample cada segundo e almacena min e max na memoria non volátil. O mínimo e o máximo restablecen cando se recibe o comando M1.
aD0!	a Example: a+1.0+1.4+48+67	Enviar mínimo e máximo desde o último comando M1   a – enderezo do sensor min: presión máis baixa atopada desde a última lectura de M1 max: presión máis alta atopada desde a última lectura M1 tmin: segundos transcorridos desde o mínimo informado en tmax: segundos transcorridos desde o máximo informado en   Consulte a sección "Usar Excel para extraer veces máisamped os valores de cresta dun conxunto de datos" para obter máis información sobre o uso de tmin e tmax
aM2!	attn   Example: a0003	Solicitar media e desviación típica da presión desde o último comando M2   Smart PT toma comoample cada segundo e mantén unha media acumulada e a desviación estándar. Media e estándar

Comando	Resposta	Descrición
		a desviación restablecen cando o comando M2 é recibido.
aD0!	aamples> Example: a+1.2+0.01+129	Enviar media e desviación estándar desde o último comando M2   a – enderezo do sensor media – media de todas as presións sampos tomados desde a última lectura de M2 stddev – desviación estándar de toda presión sampos tomados desde a última lectura de M2 ​​nsamples – número de samples tomadas desde a última lectura de M2

Variación nos últimos díxitos das lecturas de presión
Smart PT informa os resultados da presión cunha precisión de 0.0001 bares ou superior. Isto garante que cada rango de presión do Smart PT devolverá resultados co mesmo número de cifras significativas. Debido a que este nivel de precisión é superior á precisión ou á estabilidade entre lecturas do Smart PT, é normal ver a variación nos últimos díxitos da lectura de presión.

Comandos avanzados SDI-12

Configurar as unidades de presión, profundidade e temperatura
O Smart PT pódese configurar para informar de varias unidades de presión e temperatura. Os sensores ventilados pódense configurar tanto en unidades de presión como de profundidade. Os PT intelixentes absolutos ou sen ventilación só poden informar en unidades de presión xa que as medicións de profundidade requiren compensación da presión atmosférica. Para compensar a curva densidade-temperatura na auga, o Smart PT Sensor utiliza a formulación de Kell, como se describe na publicación ITS-90 Density of Water Formulation for Volumetric Standards Calibration (Jones 1992). Este e o parámetro da gravidade aplícanse a todas as medidas devoltas en unidades de profundidade.

Comando	Resposta	Descrición
aXR_PUNITS!	aPUNITS='UUU'   Example: aPUNITS='M'	Consulta unidades de presión   UUU… – unidades de presión
aXW_PUNITS_UUU!	aPUNITS='UUU'	Configurar unidades de presión
	Example: aXW_PUNITS_M! aPUNITS='M'	UUU… – unidades de presión   * metros	M
		* centímetros	CM
		* milímetros	MM
		* pés	FT
		* polgadas	IN
		bares	BAR
		milibares	MBAR
		quilopascais	KPA
		libras por polgada cadrada	PSI
		* Só permitido para ventilación
aXR_TUNITS!	aTUNITS='UU'   Example: aXR_TUNITS! aTUNITS='DC'	Consulta unidades de temperatura   UU… – unidades de temperatura

Comando	Resposta	Descrición
aXW_TUNITS_UU!	aTUNITS='UU'   Example aXW_TUNITS_DC! aTUNITS='DC'	Configurar unidades de temperatura   graos Celsius DC graos Fahrenheit DF Kelvin DK

Configuración da compensación da gravidade
A gravidade na superficie terrestre pode variar nun 0.7%, desde un mínimo de 9.7639 m/s2 no Perú ata un pico de 9.8337 m/s2 na superficie do océano Ártico. O Smart PT pódese configurar para compensar a aceleración gravitacional local. Wolfram Alpha ofrece unha ferramenta conveniente para atopar a súa aceleración gravitatoria local: https://www.wolframalpha.com/input/?i=gravity+portland+oregon Cando o Smart PT está configurado para informar en unidades de presión, en lugar de profundidade, non se aplicará compensación de gravidade.

Comando	Resposta	Descrición
aXR_GRAVITY!	aGRAVITY='vvv'   Example: aXR_GRAVITY! aGRAVITY='9.80665'	Consulta a gravidade   a – enderezo do sensor vvv… – aceleración gravitatoria
aXW_GRAVITY_vvv!	aGRAVITY='vvv'   Example: aXW_GRAVITY_9.80665! aGRAVITY='9.80665'	Configura a gravidade   a – enderezo do sensor vvv… – aceleración gravitacional Por defecto: 9.80665 m/s2

Comando	Resposta	Descrición
aXR_DENSITY!	aDENSITY='vvv'   ExampLe: aXR_DENSITY! aDENSITY='1'	Densidade de consulta   a – enderezo do sensor vvv... - densidade
aXW_DENSITY_vvv!	aDENSITY='vvv'   Example: aXW_DENSITY_1.1! aDENSITY='1.1'	Configurar a densidade   a – dirección do sensor vvv… – densidade Predeterminado: 1 g/mL

Configuración da compensación de densidade
A densidade da auga pode variar debido á salinidade, aireación ou sedimento en suspensión. O Smart PT pódese configurar para compensar a densidade do fluído de traballo. Dado que a curva de densidade de temperatura integrada só é válida para auga doce, a compensación de temperatura desactivarase cando se modifique o parámetro de densidade.

Configuración do Smart PT para medicións de referencia ou de referencia
O Smart PT pódese configurar para informar de medicións de profundidade desde a parte superior real ou examinada da carcasa. Hai un example seguindo esta táboa de comandos.

Comando	Resposta	Descrición
aXR_TOC_vvv!	aTOC='vvv'	Consulta a parte superior da carcasa   a – enderezo do sensor vvv… – parte superior da carcasa
aXW_TOC_vvv!	aTOC='vvv'   Example: aXW_TOC_1! aTOC='1'	Configurar a parte superior da carcasa   Se non é cero, a profundidade indicada será o valor TOC menos a profundidade detectada. Predeterminado: 0
aXR_OFFSET_vvv!	aOFFSET='vvv'	Consulta offset   a – enderezo do sensor vvv… – compensación
aXW_OFFSET_vvv!	aOFFSET='vvv'   Example: aXW_OFFSET_1! aOFFSET='1'	Configurar a compensación   Este valor engadirase á profundidade despois de que se aplicasen todas as demais correccións. Predeterminado: 0

Neste example, un Smart PT está instalado nun pozo de 100 pés, a 75 pés da parte superior da carcasa. O fondo do pozo está a 10 pés baixo o nivel do mar. Sen ningunha configuración especial, o Smart PT informará da profundidade detectada, de 55 pés. Para informar de pés sobre o nivel do mar, configure o parámetro "desfase" en 15. O Smart PT informará da profundidade detectada máis a compensación, por un valor informado de 70. aXW_OFFSET_15! Para informar da distancia desde a auga ata a parte superior da carcasa, establece "toc" en 75. O Smart PT devolverá o valor "TOC" menos a profundidade detectada, para un valor informado de 20. aXW_TOC_75! Para informar a distancia desde a superficie da auga ata o fondo do pozo, establece "offset" en 25. O Smart PT devolverá a profundidade detectada máis a compensación, por un valor informado de 80.

Restaurando o Smart PT á configuración predeterminada
Pode ser útil restaurar o Smart PT á configuración predeterminada de fábrica.

Usando o Smart Sampfuncións ling e modo de medición de cresta dixital

Un sensor de presión convencional só sampos datos cando o solicite o rexistrador. Como se observa no cadro seguinte, se o sampO intervalo ling está definido demasiado longo, existe o risco de perder eventos críticos. O Smart PT toma comoample unha vez por segundo e pode informar estatísticas relevantes baixo demanda, incluíndo eventos de cresta. Como podes ver no gráfico anterior, o Smart PT foi capaz de capturar con precisión eventos de cresta que un sensor convencional non perdería. O Smart PT tamén pode informar a media e a desviación estándar durante o intervalo de rexistro. Isto pode ser útil para integrar datos de augas en bruto e cuantificar a rugosidade da superficie. En lugar dunha xanela deslizante, o Smart PT usa un algoritmo de varianza en liña numéricamente estable (Welford 1962) para manter a media e a desviación estándar desde a última vez que se consultaron eses valores.

Exampconfiguracións para a media e o máximo diario
Para rexistrar a media de dez minutos, configure o rexistrador de datos en sample o comando M2 unha vez cada dez minutos. Para rexistrar o máximo diario, configure o rexistrador de datos en sample o comando M1 unha vez cada 24 horas. Os valores mínimos e máximos fanse unha copia de seguridade para flashear e persistirán se o sensor perde enerxía.

Usando Excel para extraer timestamped valores de cresta dun conxunto de datos
O Smart PT informa da hora na que se produciu un evento mínimo ou máximo nos campos 3º e 4º da resposta M1. Estes valores, tMin e tMax, mostran cantos segundos atrás ocorreu o evento. No exampa continuación, ocorreu un evento de cresta ás 8:24:20. O sensor foi sondeado por un rexistrador de datos ás 8:30.00 horas, momento no que o sensor informou que o evento de cresta ocorreu 340 segundos no pasado.

Modbus RTU

Enderezo
Cada sensor Modbus debe ter o seu propio enderezo único. O enderezo predeterminado é "1"

Aforro de enerxía
Despois dun segundo sen actividade Modbus, o Smart PT entra nun estado de espera de aforro de enerxía. Para activar o Smart PT, envíe calquera comando Modbus. O Smart PT non responderá ao comando de activación, pero estará esperto e listo para recibir máis comandos. Despois dun segundo sen actividade, o Smart PT volverá ao estado de espera.

Velocidade en baudios e configuración de comunicación
A configuración de comunicacións está fixada en 19200 baudios, 8 bits de datos, sen bit de parada e sen paridade.

Solicita lecturas
Para ler os datos do Smart PT use o código de función 03, "ler rexistros de retención". Os datos gárdanse en coma flotante de 32 bits, comezando no rexistro 40001. É posible e recomendable ler rexistros contiguos nunha única operación.

Variación nos últimos díxitos das lecturas de presión
Smart PT informa os resultados da presión cunha precisión de 0.0001 bares ou superior. Isto garante que cada rango de presión do Smart PT devolverá resultados co mesmo número de cifras significativas. Debido a que este nivel de precisión é superior á precisión ou á estabilidade entre lecturas do Smart PT, é normal ver unha variación nos últimos díxitos da lectura de presión.

Establece e obtén a configuración
O Smart PT ten moitos obxectos de configuración. Os obxectos gárdanse como valores de coma flotante de 32 bits ou como cadeas terminadas en nulo. Cada obxecto de configuración ten asignados 16 rexistros Modbus, o que permite cadeas de ata 31 caracteres. Para obter un obxecto de configuración do Smart PT use o código de función 03, "ler rexistros de retención" Para escribir un obxecto de configuración no Smart PT use o código de función 16, "escribir varios rexistros de retención" Non é posible ler ou escribir varios obxectos de configuración con un único comando Modbus.

Comando	Resposta	Descrición
aXD_*!	configuración de fábrica arestore...	Restaura o sensor ao estado predeterminado de fábrica   Os datos almacenados perderanse. O sensor mantén a calibración de fábrica.

Algúns dos obxectos de tipo cadea (TUNITS e PUNITS) son escribibles. Non existe un estándar para transmitir cadeas en Modbus. Esta táboa de tradución permite escribir un flotante neses obxectos.

Comandos de metadatos

A revisión 1.4 da especificación SDI-12, publicada en maio de 2017, engade un conxunto de comandos para acceder aos metadatos: descricións dos datos devoltos, incluíndo códigos e unidades SHEF. O sensor Smart PT implementa as especificacións 1.4.

Cálculo da profundidade
A profundidade calcúlase do seguinte xeito
Profundidade informada (m) = Profundidade detectada (m) * (9.80665 / Gravidade) * (1000 / Densidade) A densidade ten aplicada automaticamente a corrección da temperatura. Se o usuario establece o valor de densidade, o valor definido polo usuario anulará o valor corrixido pola temperatura. Ecuación de densidade corrixida da temperatura de PT intelixente: densidade = (999.83952 + 16.945176 * t – .0079870401 * t2 – 0.000046170461 * t3 + 0.00000010556302 * t4 ) / ( 0.00000000008054253 + .5 * t )

Rexistro Modbus Enderezo	Descrición	Equivalente SDI-12 Comando "M".	Equivalente SDI-12 Campo de datos
40001	Presión ou profundidade máis recentes lectura, actualizada unha vez por segundo	0	0
40003	Lectura de temperatura máis recente, actualizado unha vez/segundo	0	1
40017	Presión ou profundidade mínima desde última solicitude para este valor	1	0
40019	Segundos transcorridos desde o último presión ou profundidade mínimas	1	1
40021	Segundos transcorridos desde o último máxima presión ou profundidade	1	2
40023	Temperatura máxima desde a última solicitar este valor	1	3
40033	Presión ou profundidade media desde entón última solicitude para este valor	2	0

40035	Desviación estándar de presión ou profundidade desde a última solicitude para isto valor	2	1
40037	Número de sampos adoitaban calcular a media e a desviación estándar	2	2

Se a parte superior da carcasa é cero (o valor predeterminado),

Configuración Obxecto	Descrición	Rexistro Modbus Enderezo	Tipo	Escribible
CONSTRUIR	Data de creación do firmware	41001	Cadea terminada en NULL	N
SERIE	Número de serie	41009	Cadea terminada en NULL	N
ENDEREZO	Dirección SDI-12	41017	Cadea terminada en NULL	N
MODADDR	Dirección Modbus	41025	Punto flotante	Y
CICLOS	# de ciclos de enerxía	41033	Punto flotante	N
TARIFA	Coche conampintervalo ling en segundos	41041	Punto flotante	Y
485 QUEDA	RS-485 permanece esperto	41049	Punto flotante	Y
GRAVIDADE	Aceleración gravitacional, utilizada en cálculo de profundidade	41057	Punto flotante	Y
DENSIDADE	Densidade do fluído, usado en cálculo de profundidade	41065	Punto flotante	Y
PUNTOS	Unidades de presión ou profundidade	41073	Cadea terminada en NULL	Y
TUNIDADES	Unidades de temperatura	41081	Cadea terminada en NULL	Y

Configuración Obxecto	Descrición	Rexistro Modbus Enderezo	Tipo	Escribible
GRANUL	Granularidade da presión, utilizada para calcular o número de díxitos significativos para a presión e a profundidade lecturas	41089	Punto flotante	N
COMPENSACIÓN	Offset, usado en profundidade cálculo	41097	Punto flotante	Y
TOC	Parte superior da carcasa, usada en cálculo de profundidade	41105	Punto flotante	Y
CALSLP	Datos de calibración	41121	Punto flotante	N
CALICPT	Datos de calibración	41129	Punto flotante	N
MIN	Copia de seguridade para cresta función	41177	Punto flotante	Y
MAX	Copia de seguridade para cresta función	41185	Punto flotante	Y
TEMPO MINUTADO	Copia de seguridade para cresta función	41193	Punto flotante	Y
TEMPO MÁXIMO	Copia de seguridade para cresta función	41201	Punto flotante	Y
LIFEMIN	Temperatura mínima de por vida, utilizada para fins de garantía	41209	Punto flotante	N
LIFEMAX	Mínimo de por vida temperatura, usado para propósitos de garantía	41217	Punto flotante	N
VENT	VT' ou 'NV', adoitaba desactivar lecturas de profundidade para sensores sen ventilación	41225	Cadea terminada en NULL	N
CALDATE	Data da última calibración	41249	Cadea terminada en NULL	N

Profundidade informada = Profundidade detectada + Desfase

Valor para enviar	Tradución de cadeas
10	BAR
11	MBAR
12	KPA
13	HPA
14	PA
15	PSI

Valor para enviar	Tradución de cadeas
16	TORR
20	M
21	CM
22	MM
23	FT
24	IN
30	DC
31	DF
32	DK

aIM0!	a00002
aIM0_001!	0, PW, BAR, presión;
aIM0_002!	0, TW, DC, temperatura;

Se a parte superior da carcasa é maior que cero, a profundidade detectada restarase da parte superior da carcasa: Profundidade informada = Parte superior da carcasa - Profundidade detectada + Desfase

Documentos/Recursos

Sensor dixital de presión e temperatura STEVENS [pdfManual do usuario 51168-201, 51168-202, 51168-203, 51168-204, 51168-205, 51168-206, 51168-207, 51168-303, 51168-304, 51168-305, 51168-306, 51168-307 32142-XNUMX, XNUMX, Sensor dixital de presión e temperatura, sensor de presión dixital, sensor de temperatura dixital, sensor dixital, sensor de presión, sensor de temperatura, sensor

Referencias

• Manual de usuario