[发明专利]建筑物沉降监测的误差自动校准装置及方法

说明书

本发明公开了一种建筑物沉降监测的误差自动校准装置，采用储液箱、基准静力水准仪及测量静力水准仪，储液箱与基准静力水准仪连通，基准静力水准仪与测量静力水准仪连通；储液箱内部装有液体，液体的密度为ρ；储液箱内部设有第一测压单元和第二测压单元，第一测压单元和第二测压单元浸没在液体中，第一测压单元距离储液箱下表面的高度为h₁，第二测压单元距离储液箱下表面的高度为h₂，|h₁‑h₂|=Δh，Δh0。利用本发明，能够消除液体密度变化和重力加速度变化对沉降监测结果的影响，提高监测结果的准确性。

技术领域

本发明涉及工程测量技术领域，尤其涉及一种建筑物沉降监测的误差自动校准装置及方法。

背景技术

随着我国经济建设的发展以及工程施工技术水平的不断提高，对现在建筑工程的施工要求与质量保障也越来越高，安全方面的自动化监测不容忽视。差压式静力水准仪利用液体压强原理，用来测量两点和多点之间的沉降情况。根据液体压强原理，静力水准仪在各个测量点所处位置高低不同，导致各测量点液体压强不同，根据物理学公式F＝PS=ρghS，可以换算出液体高度，可以在大型建筑物，包括路基、地铁、深基坑、大坝等结构物的沉降自动化监测方面应用。

然而，在实际过程测量中，由于工作环境条件中存在大气压、湿度、温度等变化，会导致液体密度ρ和重力加速度g改变，例如，液体种类、温度、液体挥发、液体变质等因素都会导致液体密度ρ改变，而不同海拔高度、不同纬度也会导致重力加速度发生改变，而现有的差压式静力水准仪在计算沉降值时，大多采用固定的液体密度值和重力加速度，例如，将水的密度设置为1g/cm³，重力加速度设置为9.80m/s²，这就会导致测量结果与实际值之间的误差较大，测量精度低，不能准确监测施工过程中或是使用过程中建筑物沉降与倾斜，不能保障建筑物的质量与人员的安全。

现有公开号为CN107289906A的中国专利公开了一种压差式静力水准仪自动监测系统，包括现场采集装置、远程监测系统和静力水准仪，静力水准仪与现场采集装置相连，远程监测系统控制现场采集装置；静力水准仪包括置于第一基准点的第一基准点水准仪、置于第二基准点的第二基准点水准仪和置于待测试点的测量点水准仪，第一基准点和第二基准点相对位移固定。该监测系统通过两个基准点的设置消除温度对水压测量值的影响。该方案是将两个静力水准仪作为两个基准点（没有沉降的位置），两个基准点的相对位移固定，从而消除温度对水的密度变化的影响。但是，这种方式在实际应用中至少存在以下缺点：

1、在非沉降位置安装两个静力水准仪非常耗时耗力，且两者之间的相对位移需要人工测定，会受到人为影响，导致与理论设定不符。

2、该方案中，增加了一套基准静力水准仪，导致设备成本以及辅材安装成本增加。

3、该方案中只考虑了液体密度的变化，并未考虑到重力加速度的变化，监测结果仍然会存在不准确的因素。

4、由于现场外部破坏、安装不良等原因，导致静力水准仪系统出现微漏液或快速漏液的现象，而储液箱的位置往往是高于静力水准仪的，只有当静力水准仪中液体都漏光而导致监测数据异常时，后台监测系统才会发现异常（需要数据分析人员及时观察数据），而此时整个系统都会处于瘫痪状态，甚至会产生错误的沉降预警（部分测点有液、部分测点无液），增加监测分析工作与施工难度，并且会导致整个系统的使用寿命缩短。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了解决现有技术中的建筑物沉降监测结果不准确的技术问题。本发明提供一种建筑物沉降监测的误差自动校准装置及方法，通过在储液箱内部设置具有高度差的两个测压单元，能够获得液体密度和重力加速度的乘积值，并将这个乘积值赋予后续的监测系统中，能够消除外界环境变化对液体密度及重力加速度的影响，保证沉降监测结果的准确性。