靜力水準儀類型概述

　　目前，市場上常見的靜力水準儀種類繁多，名稱也各式各樣，這里小編進行一下簡單的梳理。靜力水準儀是一種常見的垂直位移監測的傳感器，其從測量原理上可以分為測量液位高度和測量壓力差兩大類。

　　1連通管式靜力水準儀

　　基于測量液位變化的靜力水準儀是連通器的原理，即在重力作用下一根通液管所連接的各個傳感器內的液面高度應保持一致，其原理實質是通過測量傳感器內的各種測距設備測得液位值，進而計算出監測點相對于基準點的沉降量。

　　1.1磁致伸縮式靜力水準儀

　　傳感器主要由測桿、電子倉和套在測桿上的非接觸浮球組成。測量時，由電路先發出一起始脈沖，脈沖沿測桿內的磁致伸縮線傳輸，同時會產生沿其方向前進的旋轉磁場。當這個磁場與浮球中的永久磁場相遇時，會產生磁致伸縮效應而產生的電流脈沖，通過并計算出兩個脈沖之間的時間差，即可精確地算出被傳感器內液位值。

　　1.2電容式靜力水準儀

　　電容式靜力水準儀計根據變面積型電容感應原理設計。當測點垂直位移發生變化時，采用屏蔽管接地方式改變變極的電容感應長度，從而使其與中間極間的電容量發生變化，利用比率測量技術。通過測量儀器的中間極與可變極、中間極與固定極之間的電容比值的變化，將測點垂直位移變化轉換為電容比變化量輸出。

　　1.3光電式靜力水準儀

　　光電式(CCD)靜力水準儀是采用CCD器件(電荷耦合器件)實現的一種非接觸式高精度自動化位移量設備，根據連通管內液面保持自然水平的原理，能夠通過浮子標桿的上下相對移動在CCD上產生投影而測出各測點液面垂直位移變化。算出CCD靜力水準儀浮子標桿的準確位置。從而得到測點液面的位移值，經與基準點液面位移變化的比較，計算出各測點的相對垂直位移。

　　1.4超聲波式靜力水準儀

　　采用高精度超聲波傳感器直接測出傳感器內液位，通過測量基準點與監測點傳感器內液位的變化量，計算各點沉降量。

　　1.5激光式靜力水準儀

　　采用高精度激光傳感器直接測出傳感器內液位，通過測量基準點與監測點傳感器內液位的變化量，計算各點沉降量。

　　1.6傾角式靜力水準儀

　　測點傳感器發生沉降，會帶動基準點傳感器液位也發生變化，通過浮球帶動精密角位移傳感器，從而換算出傳感器內液位的變化量，從而得到測點傳感器與基準點傳感器各自的液位值，計算相對基準點的沉降變化。

　　自動化安全監測工程

　　1.7振弦式靜力水準儀

　　各個傳感器容器使用通液管聯接，每一容器的液位由一精密振弦式傳感器測得。傳感器下掛有一個浮筒，當容器液位發生變化時，浮筒所受到的浮力可以被振弦傳感器感應，從而測得傳感器內的液位變化。

　　2壓差式靜力水準儀

　　基于測量壓力的靜力水準儀其基本原理是傳感器所測的水壓可換算成距離值，在水文行業中一般稱為壓強所對應的水頭高度，即壓強=密度*g*高度。根據傳感器所測得的壓強，可以換算出監測點相對于儲液罐或基準點的沉降量。采用壓差式的靜力水準儀其核心元器件是傳感器內的壓力傳感器，根據其壓力測量方式有振弦、電阻、壓阻、硅壓等形式，此處不逐一介紹。根據壓力式靜力水準儀系統的組成形式，有如下幾種常見的方式：

　　2.1單儲液罐無基準點

　　傳感器與儲液罐由通液管相通。當傳感器和儲液罐之間的高差產生變化時，傳感器感應膜上的壓力同時產生變化，轉化的電信號經電纜傳輸至采集裝置，即可測出觀測點的沉降變化量。儲液罐自帶硅壓傳感器，測量儲液罐內液位的變化量，用以修正測量點的測量值。

　　2.2單儲液罐單基準點

　　現場不用儲液罐做基準，一般選擇一個傳感器作為基準點，并安裝在儲液罐附近。通過測量基準點的高程，可以計算測點的高程。

　　2.3雙儲液罐單基準點

　　通過連通水管將每個傳感器連接。整個系統灌滿水，系統兩端配備水箱，保證系統的穩定性。通過測量測點傳感器與參考點傳感器之間的壓力差值，計算相對參考點的位移變化。

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