[实用新型]一种静力水准仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种水准仪，特别是公开一种静力水准仪，属于土木工程检测领域。

背景技术

在地面上进行施工，如建筑物、桥梁、大坝等均会引起地基沉降，静力水准仪是监测这类沉降的常用设备。以往的静力水准仪大多采用浮子式检测方法，用位移传感器将水位转换为电信号，再通过二次仪表读出。这类方法有两个显著的缺陷：就是液体的体积受大气压和温度的影响显著。会导致较大的测量误差。为消除这些影响，需要额外的增加温度和气压检测传感器，并预先测定这种液体的温度和大气压影响曲线（通常是非线性的），在水位读数中减去这些误差。这样就显著的增加了监测成本。而且，这类静力水准仪中传感器的高度随仪器检测高度的增加而增加。使得大量程的仪器的高度通常大于量程的两倍以上。

发明内容

本实用新型的目的是解决现有静力水准监测系统的缺陷，设计一种不受温度、大气压影响的静力水准仪。

本实用新型是这样实现的：一种静力水准仪，包括液体容器、智能变送器仓、智能变送器和支架，智能变送器安装在支架的中心底下侧，所述支架将液体容器和智能变送器仓横隔成两大部分，液体容器内的液体不能渗入到智能变送器仓内，设在基准点的静力水准仪上的液体连通口与测量点上的静力水准仪的液体连通口相互间用液体连通管串连，其特征在于：所述液体容器内的顶部设有液体容器通气孔，智能变送器仓上侧壁设有智能变送器仓通气孔。所述智能变送器连接有表压式压力传感器，将表压式压力传感器的压力信号转换成数字串行信号，所述智能变送器在智能变送器仓两侧壁设置将数字串行信号传输给控制中心的有源串行总线连接器。

由于表压式传感器的感压面和背面均与大气相通，则可以在检测过程中抵消大气压的影响。在非凝固或气化状态下，液体的质量是不会随温度变化而发生变化的。因此采用表压式压力传感器检测液位不受大气压及温度变化的影响。

表压式传感器检测的是液体的压强，通过压力—高程换算即可得到液位值。

压力高程换算可以通过下述公式完成：

，

其中：P为压力值，ρ为液体的密度，g为重力加速度，h为基准容器液面至压力传感器感压面的高度。

若指定静力水准监测系统中的一个静力水准仪高程h₀为相对基准，则其它静力水准仪的高度差则可描述为：

，

其中：i为静力水准仪的编号。

这样就可以测出每一个静力水准仪所在监测点的高程变化量。

本实用新型的有益效果是：由于本实用新型采用表压式压力传感器感知液位，故不受大气压及液位温度变化的影响，减少了测量误差。

附图说明

图1  是本实用新型静力水准仪结构框图。

图中：1、液体容器通气孔；2、液体容器；3、液体；4、液体连通口；5、支架；6、智能变送器仓通气孔；7、有源串行总线连接器；8、智能变送器仓；9、智能变送器；10、表压式压力传感器。

具体实施方式

根据附图，本实用新型一种静力水准仪，包括液体容器2、智能变送器仓8、智能变送器9和支架5。智能变送器8安装在支架5的中心底下侧，支架5将液体容器2和智能变送器仓8横隔成两大部分，液体容器2内的液体不能渗入到智能变送器仓8内，设在基准点的静力水准仪上的液体连通口4与测量点上的静力水准仪的液体连通口4相互间用液体连通管串连。液体容器2内的顶部设有液体容器通气孔1，智能变送器仓8上侧壁设有智能变送器仓通气孔6。智能变送器9连接有表压式压力传感器10，将表压式压力传感器10的压力信号转换成数字串行信号，智能变送器9在智能变送器仓8两侧壁设置将数字串行信号传输给控制中心的有源串行总线连接器7。

通过液体连通管将液体容器2与其它静力水准仪的液体容器相连，使得进行测量的静力水准系统内的所有静力水准仪，不论高程差多少，其中的液体3均保持在同一水平面上。有源串行总线连接器7将静力水准系统内的各台静力水准仪的各个智能变送器9相连，使得从表压式压力传感器10得到压力值经智能变送器9转换为数字串行信号，再经有源串行总线连接器7传输给控制中心。

本实用新型解决了静力水准仪系统易受温度、大气压变化影响的问题。由于电气仓的体积是固定的，故静力水准仪的尺寸不会随测量高度的增长而增长，在较大量程的测量上有明显的优势。