Saide Flow 激光 SD-SL13M 距离/液位传感器 —— 产品使用说明书

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1. 产品概述与规格

SD-SL13M 是一款基于工业级 高性能主控芯片与高精度相位法激光测距模块设计的多功能测量终端，适用于工业测距、仓储物料高度检测、容器液位监控及位移自动化控制。

1.1 核心技术规格

• 产品型号：SD-SL13M
• 显示单位可切换：mm、cm、m
• 显示屏幕：1.47 英寸 IPS 高清液晶彩屏
• 量程：0.25-13 m
• 测量盲区：0.25 m (250 mm)
• 额定有效测量范围：0.25 m ～ 13.0 m
• 测量重复精度：±3.0 mm
• 模拟量输出：支持 020mA / 420mA / 010V / 05V 模拟量输出
• 温度扩展：可扩展DS18B20 工业测温探头（测量范围 -55℃ ~ +125℃）
• 报警开关输出：3 路独立5V电平输出（对应软件界面 Pin 8、Pin 9、Pin 10）
• 本地联网控制：内置 WebServer 控制台，支持手机/PC 浏览器免驱动免 APP 控制，支持一键中英文切换。
• 供电：7-24V DC ，如带模拟量输出，供电需满足24V DC

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2. 13 米有效测量范围与反射光特性说明

型号中的 13M 代表该传感器的工业级稳定有效工作量程为 13 米。

2.1 为什么标定为 13 米？

1. 光学漫反射能量与距离平方反比定律：

   • 相位法激光测距仪需要依靠目标物表面将发射出的激光能量“漫反射”回接收镜头的雪崩光电二极管（APD）。
   • 激光返回光强与传播距离的平方成反比（$I \propto 1/d^2$）。

2. 13 米以内高稳定性表现：

   • 在 13 米范围以内，普通物体（如水泥墙面、白色纸箱、木板、金属挡板、水面等）的漫反射光能量充沛，传感器的**信号质量（Signal Quality）**充足，能够以极高的信噪比稳定捕获相位差，测量数据稳定无跳变。

3. 超过 13 米的不稳定机理：

   • 当测量距离超过 13 米时，普通材质反射的光通量剧烈衰减，极易逼近或低于接收传感器的探测门限。
   • 若现场环境光（如日光、日光灯等明亮光源）较强，模块会因杂散光干扰而报错 0x03 ERR_SIGNAL_WEAK（反射信号太弱）或 0x02 ERR_DATA_OVER_FLOW（数据溢出），测距时间大幅拉长，读数产生跳变。
   • 提高超远距离稳定性的建议：若实际工况偶尔需要测量 13~20 米距离，建议在目标表面粘贴专用激光反射靶纸/反光板以增强回光能量。

   

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3. 硬件接口与引脚定义

注意：如果是通过屏幕或网页端查看参数，供电范围在7-24V均可，如果需要模拟量反馈，则需要供电24V DC.

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4. 测量工作模式与“连续模式间歇停歇”机制详解

系统在固件中设计了双测量状态机：单次测量模式 与 连续测量模式。

                ┌──────────────────────────────────────────────┐
                │ 连续工作约 6 ~ 8 秒 (发射红光, ~3-4Hz 高频回传)  │
                └──────────────────────┬───────────────────────┘
                                       │
                      【模块固件防过热保护，主动停光休眠】
                                       ▼
                ┌──────────────────────────────────────────────┐
                │        短暂停止阶段 (约 2.0 秒)                 │
                └──────────────────────┬───────────────────────┘
                                       │
                              【收到第一包测距帧】
                                       ▼
                                (循环往复工作)

4.1 连续测量模式下为什么每隔 8 秒会短暂停止？

• 激光二极管（LD）防过热与寿命保护： M01 属于微型高精度相位调制红光激光传感器，由于其体积紧凑、发热量高度集中，且没有外接风扇散热，激光管在连续工作时内部结温上升极快。 激光模块内部的 MCU 固件内置了硬件安全机制：每次连续高频发射约 6 ~ 8 秒后，固件会自动停止发射激光并暂停输出数据包，进入降温休眠，以避免激光管光衰或过热烧毁。
• 短暂停止的准确时间： 从激光熄灭暂停，到下一次激光重新射出并输出新测量数据，总共耗时约为 2.0 秒。

4.3 单次测量模式 (Single Mode)

• 工作机制：平时激光保持熄灭，根据用户设定的循环间隔时间（支持秒、分、小时）定期唤醒激光进行单次精确测距（每次测距耗时约 0.3~1 秒），完成后立即休眠。
• 零功耗模式（间隔设为 0）：若将单次循环间隔填为 0，系统将关闭自动定时循环。此时激光完全处于静默状态，仅在用户通过 Web 页面点击“立即手动单次测量”时才发射一次激光，极大延长光学器件寿命。

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5. 屏幕界面显示说明

NO. SL13M-EBAC	传感器型号及编号	5.95	目前的测量数值
m	距离单位（可切换）	T:26.4℃	（接温度探头会显示）
192.168.4.1	热点IP（固定）	192.168.110.52	配网后局域网IP（根据用户环境）
		continuous	测量模式：连续

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6. Web 控制台操作与参数设置指南

用户使用手机或电脑连接设备 WiFi（自带热点 SL13M-XXXX，密码 12345678），在浏览器打开 192.168.4.1 即可进入控制台。

6.1 中英文界面一键切换

• 控制台顶部标题右侧设有语言切换按钮：English / 中文。
• 点击即可瞬间切换页面上所有的卡片、配置输入项、下拉列表、操作按钮及弹窗提示。
• 系统使用浏览器 localStorage 自动记忆语言偏好，刷新后无需重复选择。

6.2 关键参数配置指南

1. 显示单位（Display Unit）：

   • 可选 cm（厘米，默认）、mm（毫米）或 m（米）。切换后，页面所有数值与阈值输入框自动同步换算。

2. 零点参考值（Reference Zero）与一键设零：

   • 定义逻辑基准面。例如：传感器探头距水底或参考平面为 300 cm，则填入 300。
   • 点击 “设置当前值为零点” 按钮可自动将当前测得的实际距离快速填入零点输入框。

3. 测量方向（Measurement Direction）：

   • 正向：显示值 = 实际测得距离 - 零点参考值
     • 示例：设零点为 100 cm。当实际距离变为 101 cm 时，显示 +1.0 cm；实际距离为 99 cm 时，显示 -1.0 cm。
   • 反向：显示值 = 零点参考值 - 实际测得距离
     • 示例：设零点为 100 cm。当实际距离变为 99 cm 时，显示 +1.0 cm；实际距离为 101 cm 时，显示 -1.0 cm。
     • 适用场景：常用于水箱液位、料仓料位、垂直高度测量（液位上升越接近传感器，显示高度数值越大）。

4. 参考零点对应的 PWM 模拟量输出极性：

   • 最小值（0%）：测量显示值在参考零点时，2号引脚输出信号最小值（如 0V / 4mA）。
   • 最大值（100%）：测量显示值在参考零点时，2号引脚输出信号最大值（如 10V / 20mA）。

   

5. 引脚 2 反馈模拟量信号类型：

   • 下拉可选：
     • 0 - 20 mA (占空比 0% ~ 100%)
     • 4 - 20 mA (占空比 20% ~ 100%)
     • 0 - 10 V (占空比 0% ~ 100%)
     • 0 - 5 V (占空比 0% ~ 50%)

6. 报警点设置（Alarm Settings）：

   • 系统支持 3 路独立的输出报警（对应控制引脚 Pin 8、Pin 9、Pin 10）。

   • 可分别为每个引脚勾选“启用”、填入阈值，并选择触发条件（≤ 低于 或 ≥ 高于）。

     

7. WiFi 与配网管理：

   • 填入现场路由器的 SSID 与密码，点击“保存 WiFi 并重启”即可入网。
   • 智能节能保护：配网成功后，自带 AP 热点将立即关闭；若通电 3 分钟内无任何终端连接，设备会自动关闭热点以大幅降低单片机功耗和温升。

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7. 常见故障排查与维护 (FAQ)

Q1：测量超过 13 米后读数断断续续或跳动很大？

• 答：这是由于被测物体表面漫反射微弱引起的正常物理现象。请缩短测量距离至 13 米内，或者在被测目标表面固定粘贴一张漫反射白色卡纸或反光贴纸。

Q2：连续测量时激光光斑每隔几秒熄灭一下，是设备故障吗？

• 答：不是故障，这是固件内置的防激光过热降温保护机制。每次工作 68 秒后会自动暂停 1.82 秒以降温。在此期间，PWM 模拟量和屏幕显示完全平滑锁存，不会影响下游设备采集。

8.适用性

8.1 不适合的工况

对于像 SD-SL13M 这种基于可见红光（约 650nm）相位调制法的激光测距模块，除了全透明的水、洁净透明玻璃（光线直接穿透无回光）之外，在实际工业工况中，以下几类物体和环境也非常不适合直接激光测距，容易导致信号弱（ERR_SIGNAL_WEAK）、无数据或数值跳变：

一、 强吸光材质（颜色反射极弱）

这类材质会吞噬绝大部分红光波段能量，漫反射回光极其微弱：

1. 黑色橡胶与轮胎： • 工业输送带、橡胶皮垫、废旧轮胎等。因掺入大量炭黑（Carbon Black），对可见光全波段具有超强吸收能力，漫反射率往往低于 2%5%。通常只能测 12 米，稍远就会丢失信号。
2. 黑色海绵、吸音棉与发泡材料（EVA / PU）： •这类材料既是黑色（吸光），又是微孔蜂窝结构（光线进入微孔后在内壁多次反射被彻底吸收，类似于光学吸收阱），激光打上去几乎“有去无回”。
3. 黑色粗糙织物、毛毡与绒布： • 黑色毛毡、防尘布、遮光布等，表面绒毛会形成密集的吸光腔，反射率极低。
4. 煤炭、焦炭、潮湿深色泥土/矿石： • 煤仓料位、泥浆池。表面粗糙、多孔且颜色极深，光吸收率极高。 5. 未干的黑色沥青、哑光黑漆表面。

二、 镜面/高光强反射金属（光路偏折）

与吸光相反，这类材质反射光极强，但属于镜面全反射而非漫反射：

1. 镜子、镀铬件、抛光不锈钢板： • 镜面反射遵循“入射角等于反射角”。只要激光束没有以绝对 90.0°垂直入射，激光光斑就会整体被偏折反射到天花板或侧面地面，模块接收镜头完全捕捉不到回光，表现为“测空”。
2. 光滑瓷砖、大理石地面、高光烤漆金属面： • 在倾斜照射时，同样容易产生镜面偏折导致丢光。

三、 无固定界面的“多相流”介质

激光测量依赖一个稳定、确定的物理反射平面：

1. 液体表面的泡沫、浮沫（如污水曝气池、啤酒沫、洗涤剂泡沫）： •泡沫是由微小液膜构成的无规则多面体结构。激光射入泡沫层后，在微观气泡膜之间产生数不清的折射与漫散，光线在泡沫内部被迅速衰减瓦解，无法形成单一平面的相位反射，会导致数据在极大范围内乱跳或直接报信号微弱。
2. 松散多孔介质（如雪堆、棉花堆、玻璃棉隔热层）： •激光会直接穿透表层进入内部几毫米甚至数厘米深处发生散射（次表面散射），测出的距离不仅偏大（虚假深度），且信号能量分散。

四、 半透明与乳浊介质

1. 半透明塑料（如白桶 PE/PP 料、塑料薄膜）：

   激光会穿透塑料表面并在材料内部及背部漫反射，导致接收端同时收到“前表面”和“后壁/内部”两个反射信号，引起相位叠加干涉混乱。

2. 磨砂玻璃、半透明硅胶、石蜡。

五、 镂空、细小与网格状物体

1. 金属钢丝网、冲孔板、防护栅栏、细电缆： • 激光在较远距离时光斑有一定直径发散（数毫米至厘米）。光斑一部分打在细线上，一部分穿过缝隙打在后方背景上。 • 接收端同时接收到近距离和远距离两道回光信号，会导致内部相位解调算法失效，读数在前后两个距离之间反复横跳。

六、 恶劣光路环境

1. 浓烟、重粉尘、水蒸气与浓雾： •空气中密集的悬浮微粒会严重散射激光束，一方面大幅衰减有效光强，另一方面微粒反射的回光可能被模块误判为超近距离障碍物。
2. 户外正午烈日直射 / 电焊强弧光： •强烈的阳光直射被测面或直接射入接收镜头时，环境红光光谱会淹没发射激光信号，使光电探测器达到饱和，导致无法提取有效信号。

8.2 适合的工况

SD-SL13M 激光测距模块（可见红光相位法）在中浅色、哑光、致密固态表面上性能表现最为卓越。在 0.25m ～ 13m 的有效量程内，以下工况是非常理想且广泛应用的测量场景：

理想的目标表面特征（光学原则）

满足以下特征的物体，激光测距精度高、响应快、数据最稳：

• 漫反射良好：表面微观粗糙，能将激光光斑均匀地向四周散射（如普通白墙、纸箱、木板、未抛光的喷漆金属）。 • 中浅色系：白色、黄色、浅灰、浅蓝、米色等，红光反射率在 50% ~ 90% 之间。 • 表面不透光、致密：光线仅在表面反射，不会渗入材质内部。

9.外形尺寸

单位：mm

10.密封

传感器出口位置无密封，注意安装方式，防止雨水或蒸汽等介质进入。

11.扩展温度

支持DS18B20的温度测量，引脚3接温度供电正极，引脚4接温度供电负极，引脚5接温度DS18B20的数据线。连接后，温度值可在屏幕端或网页端查看，温度默认反馈为PWM信号，可搭配转换模块为模拟量输出，具体咨询。

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