液压水准测量系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种液压水准测量系统，包括一设置有测量液的储液罐、与所述储液罐出口连接的连通管，设置于所述连通管上的测量单元，所述连通管尾端设置有一放液阀，所述测量单元与一数据采集分析计算机电性连接，所述测量单元为一液压密封罐，且所述液压密封罐的上方设置有绝对压力传感器。本实用新型专利技术利用有线或无线传感器网络，将数百个甚至上千个测量单元连接在一起，能够同时对所有测量单元进行测量和分析，较传统的水准测量效率提高数百倍，省时省力。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种水准测量系统及其测量方法，属于水准测量仪器

技术介绍
水准测量又名“几何水准测量”，是用水准仪和水准尺测定地面上两点间高差的方法。传统的水准测量采用水准测量仪器和水准尺，测量测量点与基准点之间的高差。水准仪目前用的比较多的有自动安平水准仪、精密水准仪。自动安平水准仪在仪器架设不需要人工手动精平，提高了测量速度；精密水准仪则配合铟钢尺可以提高测量精度。最近发展出来的数字水准仪和条码水准尺则可以实现自动安平、自动高精度测量。传统的水准测量主要缺点是采用单台仪器测量，每测一个水准点需要重新移动、架设水准仪和水准尺，测量速度慢。尤其在测量点较多的情况下，测量工作劳动强度非常大，测量速度非常缓慢。静力水准测量在每个测点都安装静力水准仪，具有测量速度快的优点，但是受测量原理和量程限制，所有静力水准仪要求基本安装在同一水平面。若遇到高差较大的情况则需要增加动基点来解决，安装调试非常麻烦，静力水准受温度影响较大，昼夜或冬夏季之间测量误差非常大，所以一般只用于隧道这种常年环境温度变化不大的地方。
技术实现思路
本技术的目的在于解决上述的技术问题，提供一种液压水准测量系统及其测量方法。本技术的目的通过以下技术方案来实现：液压水准测量系统，其特征在于：包括一设置有测量液的储液罐、通过连通管与所述储液罐出口连接测量单元，所述连通管尾端设置有一放液阀，所述测量单元与一数据采集分析计算机电性连接，所述测量单元为一液压密封罐，且所述液压密封罐的上方设置有绝对压力传感器。优选地，所述绝对压力传感器为液体绝对压力传感器或气体绝对压力传感器。优选地，所述绝对压力传感器为气体绝对压力传感器时，所述液压密封罐内的测量液与液压密封罐顶部设置有间隙，且所述绝对压力传感器与液压密封罐之间设置有传感器保护膜，所述绝对压力传感器轴线与测量液液面垂直。优选地，所述测量单元置于各测量点和基准点上。优选地，所述传感器保护膜为透气性微孔疏水型保护膜。优选地，所述测量单元还包括温度传感器，及与绝对压力传感器和温度传感器电性连接的微处理器。优选地，所述连通管为硬质连通管。优选地，所述储液罐顶部开设有小孔或通过折弯吸管与储液罐外空气接触。优选地，所述储液罐顶部设置有一容纳槽，所述容纳槽内设置有透气海绵，所述容纳槽上开设有与外界联通的联通孔。基于液压水准测量系统的测量方法，包括如下步骤，S1、进行测量单元的标定，将测量单元与储液罐固定后测其绝对压力值P；将测量单元或储液罐升高或降低高度h后，测其绝对压力值P’；按下式计算标定系数A，所述A为每mm高度差对应的压强差：A=|P-P’ |/h标定系数A值存储在测量单元的微处理器中，正常测量时通过H=P/A计算出真空状态下达到P值所对应的标准测量液高度H。为消除绝对压力传感器的个体差异影响，测量单元的测量结果统一为真空状态下达到P值所对应的标准测量液高度H。S2、将储液罐固定安装，各测量单元安装在测量点和基准点上，在储液罐中倒入测量液中，直至测量也充满各个测量单元和连通管，关闭放液阀。S3、进行水准测量。优选地，所述S3中包括如下步骤，S31、根据如下关系式计算出各测量单元间的相对高度差：P=P0+ρgh 式1其中，P 为绝对压力传感器所测得的绝对压强值；P0 为大气压强；ρ 为测量液的密度；g 为重力加速度；h 为绝对压力传感器与储液罐液面的高度差；当系统只有储液罐与大气连通时，测量单元间的压强关系表示为：P1-P2=ρg(h1-h2) 式2其中，P1 为1号测量单元所测得的绝对压强值；P2 为2号测量单元所测得的绝对压强值；h1 为1号测量单元绝对压力传感器与储液罐液面的高度差；h2 为2号测量单元绝对压力传感器与储液罐液面的高度差；亦为：P1-2=ρg(h1-2) 式3其中：P1-2 为1号测量单元与2号测量单元所测得压强差；h1-2为1号测量单元与2号测量单元的高度差。S32、对ρg值进行修正，首先，在测量系统内设置至少两个基准点，并在基准点均安装测量单元，且基准点之间的高度差△h已知，根据式2可以得出：ρg =|PBM1-PBM2|/△h 式4其中，PBM1：第一个基准点测量单元所测得的绝对压强值；PBM2：第二个基准点测量单元所测得的绝对压强值；△h：第一个基准点与第二个基准点之间的高度差；根据式4计算每一次测量时的ρg值，通过采集分析计算机进行自动修正，对测量结果进行补偿。S33、测得各测量点H值与基准点H值之差值，通过对比同一测量点在不同时间对应基准点H值之差的变化来测定测量点的高差变化。本技术的有益效果：利用有线或无线传感器网络，将数百个甚至上千个测量单元连接在一起，能够同时对所有测量单元进行测量和分析，较传统的水准测量效率提高数百倍，省时省力。实现24小时不间断测量，提高水准测量数据的连续性和有效性，提高测量频率。系统高差量程大，且能工作在负压段，测量单元任意高度安装，安装维护省时省力；测量单元高度集成化，具有体积小、重量轻、成本低的优点。附图说明 图1是本技术的系统接连结构示意图。 图2是本技术中液压密封罐的结构关系示意图。图3本技术中储液罐的其中一实施例的结构示意图。图4本技术中储液罐的另一实施例的结构示意图。图5本技术中储液罐的第三种实施例的结构示意图。具体实施方式本技术具体揭示了一种液压水准测量系统，结合图1所示，包括一设置有测量液的储液罐1、通过连通管3与所述储液罐1出口连接的测量单元2。所述测量单元置于测量点和基准点上。所述测量单元为一液压密封罐，且所述液压密封罐的上方设置有绝对压力传感器。所述绝对压力传感器为液体绝对压力传感器或气体绝对压力传感器。结合图3-图5所示，而为了消除外界风压及较大声音对系统产生大气压强抖动影响，储液罐1不能直接敞口与大气接通，在所述储液罐1的顶部设置有小孔19或通过连接有一细长的连通管20与大气接通，或者经过海绵或其它多孔透气材料与大气接通。通过所述储液罐顶部设置有一容纳槽，所述容纳槽内设置有透气海绵21，所述容纳槽上开设有与外界大气联通的联通孔。所述连通管3尾端设置有一放液阀8，所述测量单元2与数据采集分析计算机7电性连接。测量单元2与数据采集分析计算机7之间可以采用有线网5连接，也可以采用无线网6连接。所述绝对压力传感器可以消除大部分大气压力的影响，且不用安装气压平衡管，减少安装成本。但若连通管较软，依旧会引入误差，测量单元间高差为9米，会产生约1mbar的误差。所以优选采用硬质材料的管子作为连通管，以减小其影响，当然，也可以将其高差影响通过软件修正的方法予以消除。结合图2所示，当所述绝对压力传感器为气体绝对压力传感器时，所述液压密封罐内的测量液4与液压密封罐顶部设置有间隙，且所述绝对压力传感器9与液压密封罐之间设置有传感器保护膜18。所述传感器保护膜18为透气性微孔疏水型保护膜。例如，传感器保护膜18材质可以为疏水型聚四氟乙烯微孔膜（PTFE）或聚偏氟乙烯微孔膜（PVDF），也可以由其它具有同样特性材料的膜材或片材制成。所述测量单元2内还包括温度传感器，及通过与绝对压力传感器和温度传感器电性本文档来自技高网...

【技术保护点】
液压水准测量系统，其特征在于：包括一设置有测量液的储液罐、通过连通管与所述储液罐出口连接测量单元，所述连通管尾端设置有一放液阀，所述测量单元与一数据采集分析计算机电性连接，所述测量单元为一液压密封罐，且所述液压密封罐的上方设置有绝对压力传感器。

【技术特征摘要】
1.液压水准测量系统，其特征在于：包括一设置有测量液的储液罐、通过连通管与所述储液罐出口连接测量单元，所述连通管尾端设置有一放液阀，所述测量单元与一数据采集分析计算机电性连接，所述测量单元为一液压密封罐，且所述液压密封罐的上方设置有绝对压力传感器。2.如权利要求1所述的液压水准测量系统，其特征在于：所述绝对压力传感器为液体绝对压力传感器或气体绝对压力传感器。3.如权利要求2所述的液压水准测量系统，其特征在于：所述绝对压力传感器为气体绝对压力传感器时，所述液压密封罐内的测量液与液压密封罐顶部设置有间隙，且所述绝对压力传感器与液压密封罐之间设置有传感器保护膜，所述绝对压力传感器轴线与测量液液面垂直。4.如权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：张亦明，于东峰，
申请(专利权)人：苏州市建设工程质量检测中心有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32