基于HR8066型靜力水準(zhǔn)儀的沉降監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

　　2.1 HR8066型靜力水準(zhǔn)儀原理

　　在工業(yè)領(lǐng)域已廣泛運(yùn)用的HR8066型靜力水準(zhǔn)儀可以用來(lái)測(cè)量液體、氣體或蒸汽的液位、密度和壓力，其工作原理是來(lái)自雙側(cè)導(dǎo)壓管的壓力差值直接作用于變送器傳感器雙側(cè)隔離膜片上，通過(guò)膜片內(nèi)的密封液傳導(dǎo)至測(cè)量元件上，測(cè)量元件將測(cè)得的壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換為與之對(duì)應(yīng)的電信號(hào)傳遞給轉(zhuǎn)換器，經(jīng)過(guò)放大等處理變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)電信號(hào)輸出，如圖1所示。

　　HR8066型靜力水準(zhǔn)儀測(cè)量值是水頭的壓力，傳感器自身無(wú)須儲(chǔ)液罐，以HR8066型靜力水準(zhǔn)儀為例，其規(guī)格與傳統(tǒng)靜力水準(zhǔn)儀相比大大減小。HR8066型靜力水準(zhǔn)儀測(cè)量的量程大，量程為50 mm～ 10000 mm(H2O)，測(cè)量精度為±0.075%，分辨率為±0.01%。當(dāng)各HR8066型靜力水準(zhǔn)儀之間高差在10cm以內(nèi)時(shí)，其測(cè)量精度可達(dá)±0.1 mm，與傳統(tǒng)靜力水準(zhǔn)儀精度相當(dāng)。當(dāng)高差為1m時(shí)，其測(cè)量的精度為±0．75 mm，分辨率為±0．1 mm，可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)靜力水準(zhǔn)儀器量程小的缺點(diǎn)，使得沉降監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和安裝更為方便，在線路縱斷面設(shè)計(jì)坡度變化較大的區(qū)段更具有優(yōu)勢(shì)。HR8066型靜力水準(zhǔn)儀都是工業(yè)級(jí)應(yīng)用產(chǎn)品，其長(zhǎng)期穩(wěn)定性5年可達(dá)±0.1%，可連續(xù)工作5 年不用調(diào)校零點(diǎn)，溫度、靜壓對(duì)其影響很小，在高溫、高壓環(huán)境下均能保持較高的穩(wěn)定性。

　　2.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　基于HR8066型靜力水準(zhǔn)儀的沉降監(jiān)測(cè)系統(tǒng)主要由現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)設(shè)備及傳感器子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集與傳輸子系統(tǒng)、監(jiān)控中心、用戶子系統(tǒng)四大部分組成，如圖2所示。

　　監(jiān)測(cè)設(shè)備與傳感器子系統(tǒng)主要是布置在監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)的HR8066型靜力水準(zhǔn)儀和采集器等硬件設(shè)備;數(shù)據(jù)采集與傳輸子系統(tǒng)的主要功能是對(duì)采集器進(jìn)行控制，定期采集相應(yīng)的數(shù)據(jù)并向監(jiān)控中心傳入數(shù)據(jù)，并執(zhí)行相關(guān)命令;監(jiān)控中心是整個(gè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的控制中心、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)中心、數(shù)據(jù)處理、分析和評(píng)價(jià)中心、監(jiān)測(cè)預(yù)警發(fā)布中心;用戶子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)將各種數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)按需求向用戶展示，并且接受用戶對(duì)系統(tǒng)的控制與輸入。在現(xiàn)場(chǎng)采集端，HR8066型靜力水準(zhǔn)儀測(cè)量的是流體的過(guò)程壓力，因此需要單獨(dú)設(shè)置儲(chǔ)液罐來(lái)保證整個(gè)系統(tǒng)的壓力。在系統(tǒng)的一端設(shè)置儲(chǔ)液罐，并與各個(gè)HR8066型靜力水準(zhǔn)儀的高壓端用連通管連通，保障儲(chǔ)液罐中液面的高度高于所有HR8066型靜力水準(zhǔn)儀中心位置的高度，如圖3 所示。

　　當(dāng)監(jiān)測(cè)區(qū)段較長(zhǎng)時(shí)，為保障整個(gè)系統(tǒng)的壓力，可以在系統(tǒng)兩端頭分別設(shè)置儲(chǔ)液罐。各監(jiān)測(cè)點(diǎn)之間安裝高差可根據(jù)測(cè)量精度選擇，為保障監(jiān)測(cè)精度優(yōu)于±1.0 mm，監(jiān)測(cè)點(diǎn)之間高差不宜大于1m

　　系統(tǒng)充入的液體一般采用防凍液，若用純凈水作為介質(zhì)，應(yīng)在水中加入防腐劑，防止液體變質(zhì)。將防凍液倒入儲(chǔ)液罐中，然后依次從遠(yuǎn)端打開(kāi)HR8066型靜力水準(zhǔn)儀排氣閥門排氣，直到傳感器監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)穩(wěn)定為止。用密度計(jì)在儲(chǔ)液罐處測(cè)量填充液體的密度，作為參數(shù)輸入，換算得到各監(jiān)測(cè)點(diǎn)相對(duì)儲(chǔ)液罐液面的高度差。

　　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。

　　說(shuō)明：數(shù)據(jù)顯示該產(chǎn)品穩(wěn)定型可以在0.01mm內(nèi)。

　　項(xiàng)目情況:東南某省隧道沉降監(jiān)測(cè)，總長(zhǎng)400m，高差8m，采用分段測(cè)量