HR8066/67型高精度靜力水準(zhǔn)儀適用于要求較高的垂直位移或沉降變形監(jiān)測(cè)，可監(jiān)測(cè)到0.01mm的液位變化。儀器由一系列含有液位傳感器的容器組成，多個(gè)容器間由充滿(mǎn)液體的連通管連接在一起?；鶞?zhǔn)容器位于穩(wěn)定的基準(zhǔn)點(diǎn)上，任何一個(gè)容器與基準(zhǔn)容器間的高程變化都將引起相應(yīng)容器內(nèi)的液位變化。通過(guò)測(cè)量液位變化即可獲取測(cè)點(diǎn)的高程變化。

　　HR8066/67型高精度靜力水準(zhǔn)儀采用全球范圍內(nèi)品質(zhì)壓力敏感元件，靜力水準(zhǔn)儀產(chǎn)品采用-20-60℃度整機(jī)多點(diǎn)全量程溫度補(bǔ)償工藝，具有測(cè)量精度高、無(wú)漂移、可靠性強(qiáng)、安裝方便等優(yōu)點(diǎn)。密封的外殼防潮性能好，可在相對(duì)濕度環(huán)境下長(zhǎng)期連續(xù)工作。

　　2. 靜力水準(zhǔn)儀技術(shù)參數(shù)

　?、?主要性能指標(biāo)

　　標(biāo)準(zhǔn)量程：1000mm或其他

　　精 度：＜±0.3mm

　　分 辨 率：0.01mm

　　年穩(wěn)定性：＜±0.5mm

　　過(guò)載能力：200％F?S

　?、?溫度特性

　　工作溫度范圍：-20～85℃

　　溫度補(bǔ)償范圍：-20-60℃

　　溫度傳感器：

　　測(cè)溫范圍-40～150℃

　　測(cè)溫精度±0.2℃

　?、?電氣特性

　　電氣連接：防水四芯插件

　　供電電壓：5～24VDC（HR8066）

　　12～24VDC（HR8067）

　　輸出信號(hào)：MODBUS-RUT（HR8066）

　　4～20mA（HR8067）

　　電源防護(hù)：防反接、過(guò)壓保護(hù)

　　通信接口：RS485，靜電保護(hù)

　?、?結(jié)構(gòu)特性

　　外殼材料：鋁合金

　　管路接頭：不銹鋼快速接頭或不銹鋼螺紋鎖緊接頭

　?、?環(huán)境特性

　　防護(hù)等級(jí)：IP67

　　安裝方式：排氣閥朝上垂直固定安裝

　　地鐵沉降監(jiān)測(cè)中影響陜西恒瑞HR8066型靜力水準(zhǔn)儀精度的因素分析

　　常 明 （吉林省地理信息院，吉林長(zhǎng)春130062 ） 摘 要：在經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的今天，鐵路工程施工建設(shè)對(duì)我們的生 活產(chǎn)生了不可忽略的影響，保證其施工質(zhì)量已經(jīng)變得越來(lái)越重要。陜西恒瑞HR8066型靜力水準(zhǔn)儀作為一種較為先進(jìn)的測(cè)量?jī)x器已經(jīng)被越來(lái) 越廣泛的應(yīng)用地鐵、隧道沉降檢測(cè)等領(lǐng)域。保證陜西恒瑞HR8066型靜力水準(zhǔn)儀 測(cè)量的精度，是進(jìn)行沉降檢測(cè)工作中的一項(xiàng)重要任務(wù)。文章 介紹了陜西恒瑞HR8066型靜力水準(zhǔn)儀的工作原理，并著重闡述了影響HR8066型 儀精度的相關(guān)因素。關(guān)鍵詞：陜西恒瑞HR8066型靜力水準(zhǔn)儀；地鐵沉降；精 度

　　1引言

　　隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，城市人口不斷增 多，城市軌道交通得以蓬勃發(fā)展，各大城市紛紛開(kāi)展地鐵線 路的建設(shè)及規(guī)劃工作。在各種公共交通方式中，城市地鐵在 快捷性、準(zhǔn)時(shí)性等方面有著非常明顯的優(yōu)勢(shì)，一直是我們出 行的重要方式。隨著地鐵技術(shù)與應(yīng)用的不斷發(fā)展，其安全性 也就變得越來(lái)越受人關(guān)注。城市地鐵的沉降值是其衡量其 運(yùn)行安全性的一項(xiàng)重要指標(biāo)，對(duì)其進(jìn)行有效的監(jiān)測(cè)是保證地 鐵系統(tǒng)安全的前提條件。所以不斷的提高對(duì)地鐵沉降監(jiān)測(cè)的 精度，是保證其穩(wěn)定、安全運(yùn)行的有效手段。相比于傳統(tǒng)沉 降監(jiān)測(cè)手段，利用陜西恒瑞HR8066型靜力水準(zhǔn)儀進(jìn)行地鐵的沉降監(jiān)測(cè)，能夠?qū)?時(shí)、的掌握地鐵結(jié)構(gòu)垂直位移，為地鐵的安全運(yùn)營(yíng)的提

　　密的測(cè)量?jī)x器，目前市場(chǎng)上的陜西恒瑞HR8066型靜力水準(zhǔn)儀主要有電容式、電

　　感式和光電式三個(gè)類(lèi)型。HR8066型系統(tǒng)至少有兩個(gè)觀測(cè)點(diǎn)， 由液缸、浮筒、精密液位計(jì)、保護(hù)罩、支撐架等部件組成， 主要用于大型儲(chǔ)罐、大壩、核電站、高層建筑、基坑、隧道、 橋梁、地鐵等垂直位移和傾斜的監(jiān)測(cè)工作。陜西恒瑞HR8066型靜力水準(zhǔn)儀是 一種高精密的液位測(cè)量裝置，其即依據(jù)連通液原理，設(shè)置多 個(gè)連通的測(cè)點(diǎn)，每個(gè)容器的液位有磁致伸縮式傳感器測(cè)出， 傳感器的浮子位置隨著液位的變化而同步變化，由此可測(cè)出 各測(cè)點(diǎn)的液位變化量。通過(guò)觀測(cè)各測(cè)點(diǎn)容器的液面高程與安 裝高程的變化關(guān)系，進(jìn)而獲得每個(gè)測(cè)點(diǎn)沉降數(shù)據(jù)，并且可以 通過(guò)與基準(zhǔn)點(diǎn)的對(duì)比獲得沉降值。目前主流的HR8066型

　　儀在理想的條件下可以實(shí)現(xiàn)0.1mm 的測(cè)量精度。 正因?yàn)槠渚?確、實(shí)時(shí)的特點(diǎn)， 陜西恒瑞HR8066型靜力水準(zhǔn)儀被越來(lái)越廣泛的應(yīng)用在對(duì)地鐵、 隧道及各類(lèi)設(shè)施的沉降監(jiān)測(cè)工作中。3利用陜西恒瑞HR8066型靜力水準(zhǔn)儀進(jìn) 行地鐵沉降監(jiān)測(cè)的優(yōu)勢(shì)陜西恒瑞HR8066型靜力水準(zhǔn)儀作為近些年來(lái)得到廣泛 應(yīng)用的新型儀器，相對(duì)于常規(guī)水準(zhǔn)儀搭配水準(zhǔn)標(biāo)尺的測(cè)量方 式，在進(jìn)行地鐵監(jiān)測(cè)方面具有較為明顯的優(yōu)勢(shì)，主要體現(xiàn)在 以下幾個(gè)方面：（ 1）測(cè)量精度高。陜西恒瑞HR8066型靜力水準(zhǔn)儀作為一種使 用液位進(jìn)行測(cè)量精密儀器，其測(cè)量精度通?？梢赃_(dá)到亞毫米 級(jí)，甚至有些型號(hào)的陜西恒瑞HR8066型靜力水準(zhǔn)儀的標(biāo)稱(chēng)精度達(dá)到

　　到不同程度的限制，通常無(wú)法保證毫米級(jí)別上數(shù)值的準(zhǔn)確

　　性。（2）具有一定的抗干擾能力。HR8066型系統(tǒng)通常布設(shè) 在混凝土觀測(cè)墩，或?qū)Ｓ玫陌惭b支架上，屋里穩(wěn)定性較好； 許多較為先進(jìn)的陜西恒瑞HR8066型靜力水準(zhǔn)儀具有較好的氣密性，能夠抵御一 定程度內(nèi)的氣壓變化的影響；大部分主流的陜西恒瑞HR8066型靜力水準(zhǔn)儀會(huì)配 備溫度補(bǔ)償裝置，以減弱溫度變化對(duì)測(cè)量結(jié)果值的影響，許 多型號(hào)的陜西恒瑞HR8066型靜力水準(zhǔn)儀都具有-10～ 40℃的溫度補(bǔ)償范圍。 （ 3） 能夠在極端溫度下工作。目前市面上的主流陜西恒瑞HR8066型靜力水準(zhǔn)儀，通 ?？梢詫?shí)現(xiàn)在 -30～ 80℃溫度區(qū)間內(nèi)的正常工作。而常規(guī)水準(zhǔn) 測(cè)量則會(huì)對(duì)溫度條件比較敏感，較容易受到溫度條件的限 制。在實(shí)際測(cè)量工作中，常規(guī)的水準(zhǔn)測(cè)量方式，一方面是水 準(zhǔn)儀、水準(zhǔn)尺、尺墊等設(shè)備會(huì)因溫度的變化產(chǎn)生變形；另一 方面是測(cè)量人員也無(wú)法在極低或極高溫度條件下正常的開(kāi) 展測(cè)量工作。（ 4）布設(shè)簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，自動(dòng)化程度高。 陜西恒瑞HR8066型靜力水準(zhǔn)儀各部件的組裝、連接較為簡(jiǎn)便，通常只需用連接 管把貯液罐和各測(cè)點(diǎn)連接起來(lái)，然后從一端液罐注入調(diào)好的 連通液，再經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的調(diào)試及設(shè)置，即可完成陜西恒瑞HR8066型靜力水準(zhǔn)儀的 布設(shè)工作。陜西恒瑞HR8066型靜力水準(zhǔn)儀的貯液容器通常采用有機(jī)玻璃材質(zhì)， 即防止腐蝕生銹，又方便觀察。陜西恒瑞HR8066型靜力水準(zhǔn)儀內(nèi)部通常都具有 較先進(jìn)的智能傳感器、單片機(jī)以及通訊模塊，可以方便的進(jìn)

　　程度較高。但是與此同時(shí)，HR8066型系統(tǒng)也存在著其自身

　　的局限性。比如由于液體的粘滯作用，當(dāng)陜西恒瑞HR8066型靜力水準(zhǔn)儀內(nèi)部的 連通液高度發(fā)生變化時(shí)，需要經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的流動(dòng)才能重新 達(dá)到平衡狀態(tài)，所以HR8066型系統(tǒng)不適合應(yīng)用在高速沉降變 化量的測(cè)量工作中。4影響陜西恒瑞HR8066型靜力水準(zhǔn)儀監(jiān)測(cè)精度的因素分 析 伯努利方程是HR8066型測(cè)量的理論依據(jù)，具體公式如下 所示： 式中， P 表示氣壓， ρ表示連通液密度，g 表示重 力加速度， h 表示測(cè)點(diǎn)液體與液面處的相對(duì)高差。當(dāng)連 通液處于平衡狀態(tài)時(shí)有：由此我們得知，氣壓、連通液密 度和重力加速度是影響HR8066型高程面的主要因素。而由于 陜西恒瑞HR8066型靜力水準(zhǔn)儀使用同一種液體作為連通液，并且在通常情況 下，小范圍內(nèi)的重力加速度差別可以忽略不計(jì)，所以上式中 ρ與 g 值相同，即陜西恒瑞HR8066型靜力水準(zhǔn)儀中連通液密度以及各測(cè)點(diǎn)的重 力加速度的影響可以忽略。運(yùn)營(yíng)中地鐵隧道內(nèi)對(duì)環(huán)境影響 劇烈的即為地鐵列車(chē)的運(yùn)行。當(dāng)?shù)罔F列車(chē)在地鐵隧道內(nèi)的

　　行駛時(shí)，會(huì)對(duì)地鐵內(nèi)部的綜合環(huán)境帶來(lái)一定程度的改變，而 這也將會(huì)對(duì)陜西恒瑞HR8066型靜力水準(zhǔn)儀的精度帶來(lái)較大的影響，主要體現(xiàn)在 以下三個(gè)方面：（ 1）氣壓影響。當(dāng)列車(chē)通過(guò)時(shí)，儀器內(nèi)的 氣壓會(huì)改變。列車(chē)的快速行駛會(huì)造成列車(chē)周?chē)諝獾募眲×?動(dòng)，這將會(huì)使得安放在其附近的陜西恒瑞HR8066型靜力水準(zhǔn)儀測(cè)點(diǎn)儀器內(nèi)的氣

　　列車(chē)通過(guò)時(shí)，會(huì)使鐵軌及附近地面產(chǎn)生較強(qiáng)的震動(dòng)，而當(dāng)靜 力水準(zhǔn)儀測(cè)點(diǎn)的位置與地鐵軌道距離較近時(shí)，列車(chē)的通過(guò)對(duì) 軌道和地面的壓力會(huì)使該測(cè)點(diǎn)讀數(shù)不穩(wěn)，并有下沉的趨勢(shì)， 進(jìn)而使得該測(cè)點(diǎn)液面趨于上升，相反，當(dāng)?shù)罔F列車(chē)駛離靜力 水準(zhǔn)儀測(cè)點(diǎn)后，地鐵列車(chē)帶來(lái)的壓力逐漸減弱并終消失， 則會(huì)使該測(cè)點(diǎn)有上抬的趨勢(shì)，進(jìn)而使得該測(cè)點(diǎn)液面趨于下 降。所以列車(chē)通過(guò)會(huì)影響陜西恒瑞HR8066型靜力水準(zhǔn)儀瞬間讀數(shù)的準(zhǔn)確性。

　?。?）對(duì)基準(zhǔn)點(diǎn)的影響。當(dāng)基準(zhǔn)點(diǎn)的布設(shè)與地鐵軌道距離較 近時(shí)，當(dāng)列車(chē)經(jīng)過(guò)該基準(zhǔn)點(diǎn)附近時(shí)，也會(huì)對(duì)基準(zhǔn)點(diǎn)產(chǎn)生如上 所述的氣壓以及震動(dòng)影響，使得基準(zhǔn)點(diǎn)的瞬間讀數(shù)產(chǎn)生變 化，影響陜西恒瑞HR8066型靜力水準(zhǔn)儀的測(cè)量數(shù)值，從而影響地鐵監(jiān)測(cè)精度。

　　5結(jié)束語(yǔ)綜上所述，陜西恒瑞HR8066型靜力水準(zhǔn)儀是因其、穩(wěn)定、自動(dòng) 化程度高等優(yōu)勢(shì)，被廣泛的應(yīng)用在地鐵沉降監(jiān)測(cè)工作中，為

　　城市地鐵的安全運(yùn)營(yíng)提供了技術(shù)保障。而城市地鐵的沉降監(jiān) 測(cè)精度受地鐵列車(chē)運(yùn)行的影響較大，由于列車(chē)行駛的原因造 成的測(cè)點(diǎn)附近的大氣壓強(qiáng)波動(dòng)、陜西恒瑞HR8066型靜力水準(zhǔn)儀儀器和基準(zhǔn)點(diǎn)的 震動(dòng)等，均會(huì)對(duì)陜西恒瑞HR8066型靜力水準(zhǔn)儀的觀測(cè)值產(chǎn)生影響，進(jìn)而影響地 鐵沉降監(jiān)測(cè)的精度。所以，在進(jìn)行地鐵沉降數(shù)據(jù)分析時(shí)需要 把以上影響精度的因素考慮進(jìn)來(lái)，合理避讓列車(chē)運(yùn)行時(shí)間 段，進(jìn)而降低或消除列車(chē)運(yùn)行對(duì)陜西恒瑞HR8066型靜力水準(zhǔn)儀的影響，保證監(jiān)側(cè)精度