WCD3416水質氨氮傳感器

產品簡介

WCD3416是一款基礎型常規水質監測數字氨氮傳感器；采用工業在線電極，PVC膜的銨離子選擇電極制作而成，選擇性的測試水中的銨離子含量,響應速度快，測量準確。內置溫度傳感器，可以自動溫度補償，適合在線長期監測環境使用。

產品特點

1.數字傳感器，直接輸出Rs-485數字信號,支持MODBUS/RTU

2.內置溫度傳感器，可以自動溫度補償

3.創新的銨離子膜頭可更換，使用更換膜頭維護成本低

4.3/4 “ NPT上下安裝螺紋設計，便于安裝

5.傳感器功耗低，內部電路抗干擾設計

6.可選增加：PH及鉀離子補償，減少干擾測試

注： 根據介質PH及離子干擾情況選擇PH及鉀離子補償

技術參數

名稱參數

輸出信號支持Rs-485,MODBUS/RTU協議

測量方法覆膜離子選擇法

量程0～10.0mg/L或 0～100.0mg/L

（pH范圍4~10）

精度±5%F.S.或±3mg/L 以大者為準

分辨率0.1mg/L

工作條件0～40℃；<0.2MPa;

校準方式兩點校準

響應時間30秒 T90

溫度補償自動溫度補償(Pt100)

電源12或24VDC±10%，10mA;

防護等級IP68；水深20米； 

使用壽命傳感器1年或以上；膜頭6個月

線纜長度5米（默認），可定制

傳感器外殼材料POM；可定制

產品尺寸

安裝注意及線纜定義

1.安裝

注意：傳感器安裝保持至少傾斜角度30°以上。

2.電氣連接

?棕色線—電源線（12或24VDC）

?黑色線—地線（GND）

?藍色線—485A

?白色線—485B

?裸露線—屏蔽層

傳感器線纜： 4 線 AWG-24 或 AWG-26 屏蔽線。

外徑：6.0-6.2mm；耐彎曲雙絞屏蔽電纜。

校準

若量程為0-10ppm，則在1ppm中進行零點校準，待數據穩定后校準零點，數據穩定大概需要15~30分鐘；然后在10ppm中進行斜率校準，待數據穩定后校準斜率，數據穩定大概需要15~30分鐘；

若量程為0-100ppm，則在10ppm中進行零點校準，待數據穩定后校準零點，數據穩定大概需要15~30分鐘；然后在100ppm中進行斜率校準，待數據穩定后校準斜率，數據穩定大概需要15~30分鐘；

若在執行上述流程中出現數值不穩定的現象，則繼續浸泡24小時。

校準指令請查看MODBUS RTU通訊協議操作手冊。

注意：傳感器出廠前已校準，若非超出測量誤差，不宜隨意校準。

維護及注意事項

1.使用和保養

新電極或久置不用的電極在使用前，必須在蒸餾水中浸泡半小時，然后浸在1ppm標準緩沖液中24小時，充分活化膜頭。

電極膜頭使用蒸餾水清洗，不要用硬物觸碰膜頭，避免劃傷；測量時膜頭距離底部保持至少2cm。

電極短期不用請放入1ppm銨離子溶液中浸泡保存。

電極幾天不用請使用內置保護液的外殼保存，下次使用前進行24小時1ppm溶液浸泡活化。

避免長期浸泡在蒸餾水或蛋白質溶液中，并防止與有機硅油脂接觸。使用時間較長的電極，膜頭會變成半透明或附有沉積物，此時可用蒸餾水（或去離子水）沖洗。

電極使用時間較長，測量數據漂移，請進行校準。

電極長期不用時膜頭干燥保存。

主要干擾離子見下表：

在不同銨離子濃度下可產生10%的誤差的干擾離子濃度

Interferences (moles/liter)10-4 M Ammonium10-3 M Ammonium10-2 M Ammonium

H+< 2< 1< 1

Li+0.20.50.5

Na+0.0050.080.8

K+7*10-56*10-46*10-3

Cs+0.0030.050.5

Mg3+> 0.5> 1> 1

Ca2+> 0.2> 1> 1

Sr2+> 0.2> 1> 1

Ba2+> 0.1> 0.5> 0.5

Zn2+0.0010.010.1

N2H5+> 0.1> 0.1> 0.1

Bu4N+1*10-51*10-41*10-3

配件和備件

說明數量（pcs）

傳感器1

標準液1

說明書1

合格證1

通訊協議

1.Modbus協議簡介

Modbus協議是一種已廣泛應用于當今工業控制領域的通用通訊協議。通過此協議，控制器相互之間、或控制器經由網絡（如以太網）可以和其它設備之間進行通信。Modbus協議使用的是主從通訊技術，即由主設備主動查詢和操作從設備

A)主設備向從設備發送請求

B)從設備分析并處理主設備的請求，然后向主設備發送結果

C)如果出現任何差錯，從設備將返回一個異常功能碼 

Modbus RTU通訊模式幀格式

設備地址功能碼數據CRC低八位CRC高八位

8bit8bitn*8bit8bit8bit

?使用RTU模式，消息發送至少要以3.5個字符時間的停頓間隔開始。傳輸的di一個域是設備地址。網絡設備不斷偵測網絡總線，包括停頓間隔時間內。當di一個域（地址域）接收到，每個設備都進行解碼以判斷是否發往自己的。在zui后一個傳輸字符之后，一個至少3.5個字符時間的停頓標定了消息的結束。一個新的消息可在此停頓后開始。 

?整個消息幀必須作為一連續的流轉輸。如果在幀完成之前有超過1.5個字符時間的停頓時間，接收設備將刷新不完整的消息并假定下一字節是一個新消息的地址域。

2.信息幀格式 

本傳感器Modbus通信默認的數據格式為: 

MODBUS-RTU

波特率9600（默認）

設備地址1（默認）

數據位8位

奇偶校驗無

停止位1位

a)功能碼 03H: 讀寄存器值

主機發送

12345678

ADR03H起始寄存器高字節起始寄存器低字節寄存器數高字節寄存器數低字節CRC低字節CRC高字節

第1字節ADR：從機地址碼（=001~254）

第2字節03H：讀寄存器值功能碼

第3、4字節：要讀的寄存器開始地址

要讀FCC下掛儀表，

第5、6字節：要讀的寄存器數量

第7、8字節：從字節1到6的CRC16校驗和

從機回送：

1234、56、7M-1、MM+1M+2

ADR03H字節總數寄存器數據1寄存器數據2……寄存器數據MCRC低字節CRC高字節

第1字節ADR：從機地址碼（=001~254）

第2字節03H：返回讀功能碼

第3字節 ：從4到M（包括4及M）的字節總數

第4到M字節：寄存器數據

第M+1、M+2字節：從字節1到M的CRC16校驗和

當從機接受錯誤時，從機送回：

12345

ADR83H信息碼CRC低字節CRC高字節

第1字節 ADR：從機地址碼（=001~254）

第2字節 83H：讀寄存器值出錯

第3字節 信息碼：01 – 功能碼錯

03 – 數據錯

第4、5字節：從字節1到3的CRC16校驗和

b)功能碼06H: 寫單個寄存器值

主機發送

12345678

ADR06寄存器高字節地址寄存器低字節地址數據高字節數據低字節CRC碼

低字節CRC碼

高字節

當從機接收正確是，從機回送：

12345678

ADR06寄存器高字節地址寄存器低字節地址數據高字節數據低字節CRC碼

低字節CRC碼

高字節

當從機接收錯誤時，從機回送：

12345

ADR86H錯誤碼信息碼CRC碼 

低字節CRC碼

高字節

第1字節ADR：從機地址碼（=001~254）

第2字節 86H：寫寄存器值出錯功能碼

第3字節 錯誤碼信息碼：01 – 功能碼錯

           03 – 數據錯

第4、5字節：從字節1到3的CRC校驗和

3.數據結構類型

整型

 無符號整型（unsigned short)

數據由兩位整型組成。

XXXX XXXXXXXX XXXX

Byte1Byte0

浮點型（float)

浮點型，符合IEEE 754(單精度)；

數據包括 1 符號 bit, 8-bit 指數, 和 一個 23-bit 尾數 。

XXXX XXXXXXXX XXXXXXXX XXXXXXXX XXXX

Byte3Byte2Byte1Byte0

符號位Exp指數位f小數位

4.寄存器地址

寄存器地址名稱讀/寫說明寄存器個數

(字節)數據類型

0x0100溫度值R

讀℃ 值x10（如：25.6℃的溫度顯示為256，默認1位小數。)1（2字節）unsigned short

0x0101氨氮值R

讀取量程為 0～10mg/L mg/L值x100(如：1.62mg/L的氨氮顯示為162，默認2位小數。)

量程為 0～100mg/L mg/L值x10(如：16.2mg/L的氨氮顯示為162，默認1位小數。)1（2字節）unsigned short

0x0107濕度測量R

讀取%RH 值x10（如：11.3%相對濕度顯示為113，默認1位小數。）1（2字節）unsigned short

0x1000溫度校準R/W

讀取/寫入溫度校準：寫入數據為實際溫度值x10；讀出數據為溫度校準偏移量x10。1（2字節）unsigned short

0x1001氨氮零點校準R/W

讀取/寫入量程為 0～10mg/L 寫入數據為標準溶液 實際值×100；（零點1ppm）

量程為 0～100mg/L 寫入數據為標準溶液 實際值×10；（零點10ppm）1（2字節）unsigned short

0x1003氨氮斜率校準R/W

讀取/寫入量程為 0～10mg/L 寫入數據為標準溶液 實際值×100；（斜率點10ppm）

量程為 0～100mg/L 寫入數據為標準溶液 實際值×10；（斜率點100ppm）1（2字節）unsigned short

0x2000傳感器地址R/W

讀取/寫入默認為1，數據范圍1-127。1（2字節）unsigned short

0x2003波特率設置R/W

讀取/寫入默認為9600。寫入0為4800；寫入1為9600；寫入2為19200。1（2字節）unsigned short

0x2020恢復出廠設置W

寫校準值恢復默認值，寫入數據為0。注意，傳感器重置后需再次校準方可使用。1（2字節）unsigned short

5.命令示例

默認寄存器：

a)更改從機地址： 

地址:0x2000(42001)    

寄存器個數：1 

功能碼：0x06

默認傳感器地址：01

更改傳感器的Modbus設備地址，將設備地址01改為06，范例如下：

發送指令：01 06 20 00 00 06 02 08 

回應：01 06 20 00 00 06 02 08；注：地址改為06，掉電保存。

b)波特率：

地址：0x2003(42004) 

寄存器個數：1 

功能碼：0x06

默認值： 1（9600bps）

支持的值：0-2（4800-19200bps）

波特率可上位機設置更改，更改后不需重啟即可工作，掉電后波特率保存上位機設置。波特率支持4800,9600,19200。整數值分配的波特率如下：

整數波特率

04800 bps

19600 bps

219200 bps

發送指令：01 06 20 03 00 02 F3 CB

回應：01 06 20 03 00 02 F3 CB注：波特率改為了19200bps，掉電保存。

功能寄存器：

a）測量溫度指令：

地址：0x0100（40101）

寄存器個數：1

功能碼：0x03

讀取示例值：19.2℃

發送指令：01 03 01 00 00 01 85 F6

回應：01 03 02 00 C0 B8 14 

返回十六進制無符號整型數據， 溫度值=Integer/10,保留1位小數位。

b）測量氨氮值指令：

地址：0x0101（0x40102） 

寄存器個數：1

功能碼：0x03

量程為 0～10mg/L讀取示例值：2.56ppm

發送指令：01 03 01 01 00 01 D4 36

回應：01 03 02 01 00 B9 D4

寄存器返回十六進制無符號整型數據，氨氮值=Integer/100,保留2位小數位。

量程為 0～100mg/L讀取示例值：30.0ppm

發送指令：01 03 01 01 00 01 D4 36

回應：01 03 02 01 2C B8 09

寄存器返回十六進制無符號整型數據，氨氮值=Integer/10,保留1位小數位。

c）連續讀取溫度和氨氮值指令：

地址：0x0100(40101) 

寄存器個數：2

功能碼：0x03

量程為 0～10mg/L讀取示例值：溫度19.2℃和NH值2.56ppm

發送指令：01 03 01 00 00 02 C5 F7

回應：01 03 04 00 C0 01 00 FB 9F

寄存器返回十六進制無符號整型數據，溫度值=Integer/10,保留1位小數位；

寄存器返回十六進制無符號整型數據，氨氮值=Integer/100,保留2位小數位。

量程為 0～100mg/L讀取示例值：溫度19.2℃和NH值30.0ppm

發送指令：01 03 01 00 00 02 C5 F7

回應：01 03 04 00 C0 01 2C FA 42

寄存器返回十六進制無符號整型數據，溫度值=Integer/10,保留1位小數位

寄存器返回十六進制無符號整型數據，氨氮值=Integer/10,保留1位小數位。

d）測量濕度指令：

地址：0x0107(40108)

寄存器個數：1

功能碼：0x03

讀取示例值：相對濕度40%

發送指令：01 03 01 07 00 01 34 37

回應：01 03 02 01 90 B9 B8

寄存器返回十六進制無符號整型數據，濕度值=Integer/10，保留1位小數位。

e）校準指令：

溫度校準

地址：0x1000(41001) 

寄存器個數：1 

功能碼：0x06

校準示例：溫度25.8℃下校準

發送指令：01 06 10 00 01 02 0D 5B

回應：01 06 10 00 01 02 0D 5B

傳感器需要在恒定溫度環境下，溫度示數不再波動后校準。

氨氮零點校準

地址：0x1001(41002) 

寄存器個數：1 

功能碼：0x06

校準示例：

0-10量程寫入數據為所用標準液濃度x100的數值。讀出的數據為零點校準值對應的mV值x100。

 量程0~10ppm為例：  1ppm/L標準液中校準零點:

發送指令：01 06 10 01 00 64 DD 21

回應：01 06 10 01 00 64 DD 21

0-100量程寫入數據為所用標準液濃度x10的數值。讀出的數據為零點校準值對應的mV值x100

量程0~100ppm為例： 10ppm/L標準液中校準零點:

發送指令：01 06 10 01 00 64 DD 21

回應：01 06 10 01 00 64 DD 21

氨氮斜率校準

地址：0x1003(41004) 

寄存器個數：1 

功能碼：0x06

校準示例：

0-10量程寫入數據為所用標準液濃度x100的數值。讀出的數據為斜率校準值對應的mV值x100。

量程0~10ppm為例： 10ppm/L標準液中校準斜率:

發送指令：01 06 10 03 03 E8 7D B4

回應：01 06 10 03 03 E8 7D B4

0-100量程寫入數據為所用標準液濃度x10的數值。讀出的數據為斜率校準值對應的mV值x100。

量程0~100ppm為例： 100ppm/L標準液中校準斜率:

發送指令：01 06 10 03 03 E8 7D B4

回應：01 06 10 03 03 E8 7D B4

質保及售后：

保修承諾：產品自交付期起質保期為12個月（因未按照相應的技術要求操作或其他的人為行為導致產品發生問題除外）。

售后承諾：用戶可以通過電話咨詢有關技術問題，并得到明確的解決方案。若屬于產品本身質量問題可返廠維修或更換。