静力水准仪有多少种类型?

2019-09-09  来自: 溧阳市超源仪器厂 浏览次数:84

目前,市场上常见的静力水准仪种类繁多,名称也各式各样,这里进行一下简单的梳理。


静力水准仪是一种常见的垂直位移监测的传感器,其从测量原理上可以分为测量液位高度和测量压力差两大类。


1连通管式静力水准仪


基于测量液位变化的静力水准仪是连通器的原理,即在重力作用下一根通液管所连接的各个传感器内的液面高度应保持一致,其原理实质是通过测量传感器内的各种测距设备测得液位值,进而计算出监测点相对于基准点的沉降量。


1.1磁致伸缩式静力水准仪

传感器主要由测杆、电子仓和套在测杆上的非接触浮球组成。测量时,由电路先发出一起始脉冲,脉冲沿测杆内的磁致伸缩线传输,同时会产生沿其方向前进的旋转磁场。当这个磁场与浮球中的永 久磁场相遇时,会产生磁致伸缩效应而产生的电流脉冲,通过并计算出两个脉冲之间的时间差,即可精确地算出被传感器内液位值。


1.2电容式静力水准仪

电容式静力水准仪计根据变面积型电容感应原理设计。当测点垂直位移发生变化时,采用屏蔽管接地方式改变变极的电容感应长度,从而使其与中间极间的电容量发生变化,利用比率测量技术。


通过测量仪器的中间极与可变极、中间极与固定极之间的电容比值的变化,将测点垂直位移变化转换为电容比变化量输出。


1.3光电式静力水准仪

光电式(CCD)静力水准仪是采用CCD器件(电荷耦合器件)实现的一种非接触式高精度自动化位移量设备,根据连通管内液面保持自然水平的原理,能够通过浮子标杆的上下相对移动在CCD上产生投影而测出各测点液面垂直位移变化。算出CCD静力水准仪浮子标杆的准确位置。


从而得到测点液面的位移值,经与基准点液面位移变化的比较,计算出各测点的相对垂直位移。


1.4超声波式静力水准仪

采用高精度超声波传感器直接测出传感器内液位,通过测量基准点与监测点传感器内液位的变化量,计算各点沉降量。


1.5激光式静力水准仪

采用高精度激光传感器直接测出传感器内液位,通过测量基准点与监测点传感器内液位的变化量,计算各点沉降量。


1.6倾角式静力水准仪

测点传感器发生沉降,会带动基准点传感器液位也发生变化,通过浮球带动精密角位移传感器,从而换算出传感器内液位的变化量,从而得到测点传感器与基准点传感器各自的液位值,计算相对基准点的沉降变化。


1.7振弦式静力水准仪

各个传感器容器使用通液管联接,每一容器的液位由一精密振弦式传感器测得。传感器下挂有一个浮筒,当容器液位发生变化时,浮筒所受到的浮力可以被振弦传感器感应,从而测得传感器内的液位变化。 




2压差式静力水准仪


基于测量压力的静力水准仪其基本原理是传感器所测的水压可换算成距离值,在水文行业中一般称为压强所对应的水头高度,即压强=密度*g*高度。


根据传感器所测得的压强,可以换算出监测点相对于储液罐或基准点的沉降量。


采用压差式的静力水准仪其核心元器件是传感器内的压力传感器,根据其压力测量方式有振弦、电阻、压阻、硅压等形式,此处不逐一介绍。


根据压力式静力水准仪系统的组成形式,有如下几种常见的方式:


2.1单储液罐无基准点


传感器与储液罐由通液管相通。当传感器和储液罐之间的高差产生变化时,传感器感应膜上的压力同时产生变化,转化的电信号经电缆传输至采集装置,即可测出观测点的沉降变化量。


储液罐自带硅压传感器,测量储液罐内液位的变化量,用以修正测量点的测量值。


2.2单储液罐单基准点

现场不用储液罐做基准,一般选择一个传感器作为基准点,并安装在储液罐附近。通过测量基准点的高程,可以计算测点的高程。


2.3双储液罐单基准点

通过连通水管将每个传感器连接。整个系统灌满水,系统两端配备水箱,保证系统的稳定性。通过测量测点传感器与参考点传感器之间的压力差值,计算相对参考点的位移变化。

关键词: 应变   位移   荷载