靜力水準儀概述

　　1基本概念

　　靜力水準儀是一種高精密液位測量系統，該系統適用于測量多點的相對沉降。現階段，常用的靜力水準儀有兩種：連通管式和壓力式。

　　目前在用的靜力水準測量系統多為連通管式靜力水準，其利用相連容器中靜止液面在重力作用下保持同一水平這一特征來測量各監測點間的高差。各監測點間的液體通過管路連通，俗稱連通管法，其特點是各個容器中的液體是連通的，存在液體流動和交換。

　　各個靜力水準的儲液容器用通液管聯接，傳感器的浮子位置隨液位的變化而同步變化，其液位由距離傳感器測出，由此可測出各測點的液位變化量。

　　壓力式靜力水準系統是近年才出現的，其容器間的液體被金屬膜片分斷，各個傳感器不存在液體間的相互交換，通過壓力傳感器測量金屬膜片壓力差的變化可計算監測點間的高差。

　　相比較來說，連通管法受罐體長度的限制，其量程一般較壓力式的小，但其測量精度較高。而壓力式的傳感器通過壓力差進行測量，其監測點可以有較大的高程，傳感器的量程可以達到3000mm甚至以上。

　　值得注意的是，壓差式靜力水準也是需要布設聯通管，即需要通液管將各個傳感器和儲液罐相連接，同時需要通氣管將各個傳感器連接保證其基本處于基本相同的氣壓環境下，從而保證其達到標稱的測量精度。

　　2精度指標

　　量程和精度是靜力水準的兩個重要指標。

　　對于同一型號的傳感器，一般情況下，量程越大，精度就越低。

　　目前常用的連通管式液體靜力水準儀有20mrn～200mm多種量程，安裝時要求同組的傳感器大致位于同一水準面高度。

　　壓力式傳感器的量程較大，一般大于500mm，現場安裝要求可適當放寬。靜力水準的標稱精度一般與量程相關，不同型號的傳感器標稱精度通常為滿量程的0.1%、0.7%。

　　一等及以上精度的觀測宜采用連通管式靜力水準系統。

　　3安裝使用

　　靜力水準測量具有結構簡單、精度高、穩定性好、無須通視等特點，易于實現自動化沉降測量。自動化測量應有配套的數據采集系統、通信系統以及數據處理與發布軟件系統。

　　靜力水準測量系統一般采用在監測點上固定安裝的方式，在軌道交通、大壩、大型建筑底板等建筑結構的差異沉降觀測中有較廣泛的應用。在大型設備安裝的沉降觀測中，也可使用。

　　連通管式靜力水準系統要求所有測點的液面都位于一個水準面上，初始安裝時要求各傳感器安裝在同一高度，安裝高度的偏差直接影響沉降測量的量程。

　　壓力式靜力水準系統的高差限制較寬，但也有相應要求。一般情況下，所有傳感器安裝要低于儲液罐，在低于儲液罐 0.5-1.5m 范圍內使用。具體依照傳感器的使用說明及現場實際情況進行確定。

　　對于有縱坡的線路結構，常常需分段分組安裝測線，相鄰測線交接處應在同一結構的上、下設置兩個傳感器作為轉接點。

　　變形測量作業現場，靜力水準的參考點很難布設到穩定區域，點位穩定性很難滿足基準點的要求，應定期進行水準聯測。

　　4注意事項

　　連通管式靜力水準浮子上、下的活動范圍有限，傳感器的安裝高度應統一，較大的差異直接影響其量程。

　　應保證管路內液體的流動性，環境溫度可能達到冰點的安裝現場，填充液應采用防凍液。

　　靜力水準測量誤差源主要有液面高度(受外界環境影響)、液壓讀取元件等兩方面。液面高度受外界環境影響又分為：

　　1)非均勻溫度場下管路內液體不均勻膨脹，導致液面高度變化(如基準點處于陰涼區域而監測點處于暴曬區域等);

　　2)不同氣壓、風力導致局部液面壓力異常，導致液面高度變化(如連通管內存在氣泡、液體揮發、不同傳感器氣壓有差異等);

　　3)液面受外界強迫振動影響(如列車振動、人為歡動等)。

　　靜力水準儀測量系統在長期運營期間，難免發生液體蒸發引起的液面下降、個別傳感器損壞、局部管路滲漏等情況，應定期對其進行維護。發生意外情況時為保證數據能順延，靜力水準測量系統應與水準測量進行互校。

　　推薦閱讀：
　　靜力水準儀的應用原理和影響有哪些
　　固定式測斜儀的原理和使用注意事項有哪些呢
　　鋼筋計的選型及安裝埋設方法介紹
　　靜力水準儀有多少種類型
　　土壓力盒埋設與安裝方法及注意事項有哪些
　　錨索計：安全監測常用設備分類，你都知道嗎?