静力水准仪在静压式沉降监测变形监测系统中的应用

　　HR8066/67型高精度静力水准仪适用于要求较高的垂直位移或沉降监测，可精确监测到0.01mm的液位变化。仪器由一系列含有液位传感器的容器组成，多个容器间由充满液体的连通管连接在一起。基准容器位于稳定的基准点上，任何一个容器与基准容器间的高程变化都将引起相应容器内的液位变化。通过测量液位变化即可获取测点的高程变化。

　　静力水准仪仪器测量精度高、无漂移、可靠性强、安装方便。密封的外壳防潮性能好，可在100%相对湿度环境下长期连续工作。

　　静力水准仪技术参数

　　①.主要性能指标

　　标准量程：1000mm

　　精 度：<±0.5mm

　　分 辨 率：0.01mm

　　年稳定性：<±0.5mm

　　过载能力：200%F•S

　　②.温度特性

　　工作温度范围：-20～85℃

　　温度补偿范围：-20-60℃

　　温度传感器：

　　测温范围-40～150℃

　　测温精度±0.2℃

　　③.电气特性

　　电气连接：防水四芯插件

　　供电电压：5～24VDC(HR8066)

　　12～24VDC(HR8067)

　　输出信号：MODBUS-RUT(HR8066)

　　4～20mA(HR8067)

　　电源防护：防反接、过压保护

　　通信接口：RS485，静电保护

　　④.结构特性

　　外壳材料：铝合金

　　管路接头：不锈钢快速接头或不锈钢螺纹锁紧接头

　　⑤.环境特性

　　防护等级：IP67

　　安装方式：排气阀朝上垂直固定安装

 

　　静力水准仪工作原理

　　利用密闭液体中压力差来监测沉降点高程差变化，当设基准点沉降为零，水准仪随被测点发生沉降变化时，基准点和测量点之间的高程差变化量就是被测点的沉降值，通过基准点和被测点之间的压差表现出来。

　　影响系统测量精度的因素主要来源于水准仪传感器随温度的漂移、系统液体蒸发等，对于传感器温度漂移，采用多温度点补偿工艺，使传感器在补偿温度范围内符合测量精度指标，达到现场使用要求。

　　为实现长距离多点监测功能，静力水准仪采用了工业级RS485数字式通信接口，以半双工主从方式工作，传输距离可达1200米，串口通信格式如下：

　　串口数据格式：

　　波特率：9600bps;

　　校验位：无校验。

　　停止位：1位。

　　数据位：固定为8bit。

　　按照RS485协议规范，通信节点要有唯一编址，各水准仪节点设置一个唯一的通信地址(1-254)，挂在RS485总线上，RTU做为RS485主机向各水准仪从机发送采集指令，通过MODBUS协议的03H功能码按地址分别采集每台水准仪的液位值、温度值。

　　静力水准仪在静压式沉降监测变形监测系统中的应用

　　系统主要由储液罐(基准点)、沉降测量点、数据采集器及发送装置组成，如图：

 

　　储液罐位置应略高于沉降测量点，通过液体连通管与各测量点传感器连通，向储液罐中加入液体，管路中的空气通过各传感器排气阀排出，形成密闭液体。

　　储液罐应安装在稳固可靠，便于测量的位置，采取防沉降和防移动处理措施，形成基准点,静力水准仪则安装在需要监测沉降的位置，水准仪输出的压力(液位)、温度信号按照RTU设定的监测频率，通过RS485总线传输至RTU采集器，再经过GPRS等无线网络发送至监测中心服务器。

　　基准点与静力水准仪采用差动方式连接，水准仪设有专门的通大气接口，系统中通过通气管路将各水准仪连通后通大气，形成大气自动补偿，消除了外界温、湿度和大气压变化等因素带来的测量误差。

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