磁致伸缩式静力水准仪的安装与应用

磁致伸缩式静力水准仪的安装与应用
作者：李萍





随着社会的发展，重要建筑结构物对监测的精度、实时性的要求越来越高，自动化监测设备已大量引入监测工作 ，成为监测的有力手段。静力水准仪是测量两点间或多点间相对高 程变化的一种精密仪器，属于建筑工程沉降位 移监测设备，它以很高的测量精度，在测量领域获得了广泛的应用。尤其在大型精密工程、大型科学科研工程测量中发挥着重要的作用。

 

1、磁致伸缩式静力水准仪的作用

磁致伸缩式静力水准仪利用通液管相连的容器中，液面最终保持自然水平的原理，通过 仪器中浮子跟踪液位变化，来测量和监测参考点彼此之间的垂直高度的差异和变化量。系统至少由两个观测点组成，每个观测点安装一套静力水准仪。主要用于水电站大坝、深基坑、高速公路、桥梁、堤防、油气输送管道等垂直 位移和倾斜的监测。

磁致伸缩式静力水准仪采用智能化CCD传感器测量，具有很高的分辨率和测量精度，真正实现了光电一体化的非接触式测量，并且无电学漂移，稳定性好，可连续记录沉降过程，实现了实时监测和远程监控，提高了监测的效 率和准确性。它的浮子与缸体之间采用独特的导轨、导槽限位设计，保证浮子真实、精准地传递连通液面的垂直位移变化。液缸采用全不锈钢制造，不易生锈，满足建筑物长期稳定监测需要，并配备人工观测尺，可人工读取缸体液位，作为自动化测值的参考或数据备份。

2、静力水准系统在安全监测自动化系统工程中的安装调试过程和注意事项

(I) 测墩安装时注意每个测墩高程一致，各仪器墩面高程用水准仪或其他方式找平，允许高差土5mm, 制作完成后用水平尺找平平面， 墩子高度根据实际需要确定。

(2) 安装仪器底板和钵体，将仪器钵体底板固定在测点墩的不锈钢螺杆上，然后安装钵体主体，调整好高度并固定，粗调水平。

(3) 安装连通管，按各测点之间的管线路径长度顺序铺放连通管，并与各钵体连接，连通管为纤维增强型PVC软管，注意管子理顺并拉直，计算好最佳长度，中间尽量不让管路走弯道或上下坡，保证水能顺畅流动。水管之间接头必须连接紧固，以防漏水。

(4) 加液。这是一道非常重要的工序，是整个系统安装的质量关键点。

I) 加液前应用酒精浸泡、清洗水管和钵体。把首、尾两端静力水准仪的气口打开，将其形成高低差。在条件允许的情况下，灌注静置过的蒸馆水，如果条件不允许，用纯净水亦可，同时需配一定比例的甲醒溶液，以达到防腐杀菌效果。若工作环境温度低于零下，要配 入防冻液。建议防冻液选用冰点为-25'C的防冻液，掺水搅拌后进行灌注。

2) 加液方式的选择： 一般原则是从往首 端测点进行灌注，可以往钵体内加液，然后顺序流入后面的测点，若钵体内流速太慢，或者操作不方便，可以选择从端点钵体的水管入口 加液。测点较多时，也可以从中间测点向两端 注入液体。灌注适量液体后，打开其它测点的通气口。加液时应注意缓慢加入，不间断，水压足够大。

3) 排净气泡。可能由千钵体加水过快、水流经过三通或直通有气压变化 ，或者水管管壁不光滑、有杂质、浸泡不全面等原因都会产生气泡。可以利用气体密度小的原理，人工 手动排泡，也可利用阀门循环加水、放水分段冲走气泡。，另外，水或者防冻液注入完毕后，需要在每个静力水准仪液面上倒入适量硅油， 防止液体水汽化蒸发。

(5) 安装浮子、模块、测针。加液完成即开始安装测量模块，光源，浮子，测针，然后通过观察内置水平泡进行调平，调节光源和 模块CCD单元之间的距离。标志杆部件应与浮子连结。

(6) 安装电源线和通讯线。按测点之间的管线路径顺序铺好电源线和通讯线，电源线和 通讯线穿过电缆孔接入模块。接线过程中要注意到任何接线头不能接反或者短路、接错，否则，会损坏传感器本身和系统。接好电源线与传感器通讯线后，对整体接线进行检查，看是否有接错和短路现象。确认无误后，将电源线外接 220V 电源接头插入电源插座，进行通电。

(7)管线保护和测点仪器的保护。安装完成后需要将各静力水准仪的数据线、电缆、通液管等，用保护管套好，布置于沟槽或走线盒内，走线高程不得高于主体容器内的最低液面。最后要用金属保护罩将仪器罩起来。

磁致伸缩式静力水准仪系统采用FWC2000 安全监测自动化系统，实现对安全监测数据进行自动采集、传输、存储、分析、处理。打开FWC2000安全监测系统设置波特率以及单元号，使上位机与下位机保持一致。在监测中心站实现对各个测点的实时监控，在公司总部或者集团公司也可以进行远程监控，完成对大坝等建筑结构物安全运行状态的远程监控，实现了工程管理的自动化、现代化。

 

影响静力水准仪测量精度的主要原因有安装质量和温度。安装时水管接头密封不好或者管内留存有气泡都会对测量精度有很大影响，因此各监测点应尽最调整至同一水平位置， 确保密封，排净气泡。由于液体的密度是随温度的变化而变化的，如果系统中出现局部的或者不均匀的温度变化，会导致液体的密度发生相应的变化，从而引起液体体积的变化，那么在不同的钵体中的液面高度也会产生不同量的升高或者降低，进而严重影响测量的精度。因此连接管应尽量避免与地面直接接触或局部受到日照，以降低大气和地面温差的较大变化而影响管路液体稳定性。静力水准仪投入使用后，在运行维护过 程中，应注意定期检查系统是否有漏液情况， 通过人工读数管检查液面高度，判断液位是否超出量程范围，如接近量程的极限，应及时进行处理。添加测量液时，注意保护光电测量系统，防止测量液撒在光电系统和浮子上面，影响测量精度。




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