静力水准测量系统技术方案

本发明专利技术具体涉及一种静力水准测量系统，包括储液罐、气体连接管、液体连接管和至少一个静力水准仪，储液罐包括第一气体腔室和第一液体腔室，所述静力水准仪通过所述气体连接管、液体连接管分别与所述第一气体腔室、第一液体腔室连通，以使测量系统中所有气体腔室导通且压力平衡；气体连接管的末端封闭，液体连接管的末端封闭，以确保整个测量系统工作时，不发生液体流动。本发明专利技术的静力水准测量系统只连接一个储液罐，另一端封闭，不需要将液体接回第二储液罐，简化了系统结构，结构小巧轻便、安装便捷；且整个系统是单端密闭，测量时没有液体流动，系统整体的响应时间仅需要1秒，远高于现有测量系统响应速度。

【技术实现步骤摘要】
静力水准测量系统
本专利技术具体涉及一种静力水准测量系统。
技术介绍
静力水准仪是一种高精密液位测量仪器，用于测量基础和建筑物各个测点的相对沉降，应用于大型建筑物，包括水电站厂、大坝、高层建筑物、核电站、水利枢纽工程、铁路、地铁、高铁等各测点不均匀沉降的测量。传统的静力水准仪系统利用连通器原理通过测量液位变化来测量位移变化。测量原理是利用连通器原理的整个系统液位平衡，测点液位会随着位移变化而变化，通过测量测点液位变化从而测出位移变化。传统原理测量量程直接与体积相关，要想测量大量程必须要高体积；液体流动有迟滞性，只有系统液位彻底平衡后测量结果才有效，这就导致系统响应速度较慢，一般响应时间在10分钟左右；并且传统的静力水准仪安装只能沿液位方向竖直安装。传统仪器的这些缺点直接导致在诸如铁路铁轨沉降监测，桥梁动态位移监测、铁塔沉降监测等等需要动态监测、安装空间小、安装方向随意的场合的应用受到了极大的限制。现有技术中存在一些改进型的静力测量装置，如专利号为201620058851.6的中国技术专利公开了一种位移测量装置，包括至少一个压差式静力水准仪，压差式静力水准仪包括安装底座、外壳、腔体以及具有通孔的扩散硅压力传感器；腔体包括与进水口连通的第一开口、通过管道与出水口连通的第二开口以及与通孔连通的第三开口；扩散硅压力传感器的内部通过空心管与外界大气连通，且扩散硅压力传感器通过电缆线与外界设备连接。使用该测量系统进行测量时，各测点的传感器通过水管相互连通，水在前后端的两个水箱和各测点传感器之间流动，测量时需要一定的液体平衡时间，并且壳体没有开设视窗，无法确定液体灌注过程中是否存在气泡，也没有可以排除气泡的机构。因此，这种测量系统虽然比传统的静力测量仪性能优越，但仍然存在反应时间长，测量误差大、整体体积大的缺陷。综上所述，急需一种结构小巧轻便、安装便捷、测试方法简单、测量精度高、响应速度快且长期稳定可靠的位移测量装置以解决现有技术中存在的问题。
技术实现思路
为了进一步减小测量系统的体积、提高测量响应速度，本专利技术提供了一种静力水准测量系统。本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：一种静力水准测量系统，包括储液罐、气体连接管、液体连接管和至少一个静力水准仪，所述储液罐包括第一气体腔室和第一液体腔室，所述气体连接管和液体连接管的末端封闭，且所述气体连接管和液体连接管的另一端分别与所述第一气体腔室和第一液体腔室连通；所述静力水准仪的气体腔室搭接在所述气体连接管上，以与所述第一气体腔室相通，使测量系统中所有气体腔室导通且压力平衡；所述静力水准仪的液体腔室搭接在所述液体连接管上，以与所述第一液体腔室相通。更具体地，本专利技术的静力水准测量系统中，所述静力水准仪包括上外壳、下外壳和膜盒式单晶硅差压传感器，所述上外壳和下外壳通过螺柱相对固定连接之后围成封闭的安装腔，所述安装腔被所述上外壳内壁上的上凸起部和所述下外壳内壁上的下凸起部隔成相互连通的右安装腔和左安装腔，所述上凸起部和下凸起部相对设置；所述膜盒式单晶硅差压传感器的主体固定安装在右安装腔中，所述膜盒式单晶硅差压传感器的尾部位于所述左安装腔中，所述膜盒式单晶硅差压传感器将右安装腔分隔成互相独立的液腔和气腔，并将所述左安装腔与所述右安装腔隔离成互不连通的独立腔室；所述液腔位于靠近所述上外壳一侧，所述气腔位于靠近所述下外壳一侧；所述膜盒式单晶硅差压传感器的H端压力膜片与所述液腔充分接触用于感受液腔内的压力，L端压力膜片与所述气腔充分接触用于感受气腔内的压力。更具体地，本专利技术的静力水准测量系统中，所述上外壳的侧壁上开设有与所述液腔连通的进液口，所述进液口上用不锈钢密封快插接头安装有进液管，所述进液管与所述液体连接管连通；所述下外壳的侧壁上开设有与所述气腔连通的进气口，所述进气口上用不锈钢密封快插接头安装有进气管，所述进气管与所述气体连接管连通。更具体地，本专利技术的静力水准测量系统中，所述液体连接管的外径为12-20mm；所述进液管外径6-10mm，所述进液管与所述液体连接管通过变径三通连通；所述气体连接管外径为6-10mm，所述进气管的外径与所述气体连接管外径一致，所述进气管与所述气体连接管通过普通三通连通。更具体地，本专利技术的静力水准测量系统中，所述上外壳上还设置有排气孔，所述排气孔与所述液腔连通，用于排出液腔中的气泡，所述排气孔用球头顶丝进行密封。更具体地，本专利技术的静力水准测量系统中，所述上外壳上还设有视窗，所述视窗处安装有与所述视窗形状匹配的透明有机玻璃。更具体地，本专利技术的静力水准测量系统中，所述有机玻璃和所述视窗之间设有第一密封圈，所述膜盒式单晶硅差压传感器的H端与所述有机玻璃之间依次设有第二密封圈和圆环状的顶环，所述顶环上具有通孔，该通孔与上外壳上的排气孔相互连通；所述液腔通过依次相互压紧的膜盒式单晶硅差压传感器的H端、第二密封圈、顶环、有机玻璃、第一密封圈、视窗实现密封；所述下外壳与所述膜盒式单晶硅差压传感器的L端之间设有第三密封圈，所述气腔通过依次相互压紧的下外壳、第三密封圈、膜盒式单晶硅差压传感器的L端实现密封。更具体地，本专利技术的静力水准测量系统中，所述静力水准仪还包括电路板，所述电路板上设有信号转换/放大电路，所述信号放大电路的输入端与所述膜盒式单晶硅差压传感器尾部的输出端电缆连接，所述信号放大电路的输出端与信息采集设备电连接。更具体地，本专利技术的静力水准测量系统中，所述上外壳内侧的四个角位置均设有一个螺纹盲孔；所述下外壳的四个角位置均具有一个阶梯状的螺纹通孔，所述螺纹通孔内侧直径较小且与所述螺纹盲孔直径一致，用于安装固定螺柱，连接紧固上外壳和下外壳；所述螺纹通孔外侧孔径较大，用于将所述静力水准仪固定在测量点。更具体地，本专利技术的静力水准测量系统中，所述下外壳的进液口相对侧壁上开设有出线孔，所述出线孔为不锈钢防水过线孔，用于连接信息采集设备的电缆线。更具体地，本专利技术的静力水准测量系统中，所述静力水准仪的数量至少有两个，第一个静力水准仪的进液管通过第一个变径三通与所述液体连接管连通；第一个静力水准仪的进气管通过第一个普通三通与所述气体连接管连通；后一个静力水准仪的进液管通过第二个变径三通与所述液体连接管连通，后一个静力水准仪的进气管通过第二个普通三通与所述气体连接管连通；连接所述气体连接管与最后一个静力水准仪的普通三通上安装有第一堵头；连接所述液体连接管与最后一个静力水准仪的变径三通上安装有第二堵头；测试时，系统中所有静力水准仪的气腔均与所述第一气体腔室相导通且压力平衡，系统中所有静力水准仪的液腔均与所述第一液体腔室相导通且没有液体流动。本专利技术的有益效果：1、本专利技术的静力水准测量系统利用压力场原理，只连接一个储液罐，另一端封闭，不需要将液体接回第二储液罐，简化了系统结构，并且整个系统是单端密闭，测量时没有液体流动，压力在液体中的传播速度与声速相当，可达1400m/s左右，在测点距离参考点1000m左右时响应时间小于1s，膜盒式单晶硅差压传感器本身的响应时间小于0.2s，系统整体的响应时间仅需要1s，远高于现有测量系统响应速度；2、本专利技术的静力水准测量系统中只需要一个储液罐，每一个静力水准仪只有一个进液口一个进气口，系统整体体积减小，接口减少了又便于设计时进一步减本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种静力水准测量系统，包括储液罐（1）、气体连接管（2）、液体连接管（3）和至少一个静力水准仪（4），所述储液罐（1）包括第一气体腔室（11）和第一液体腔室（12），其特征在于，所述气体连接管（2）和液体连接管（3）的末端封闭，且所述气体连接管（2）和液体连接管（3）的另一端分别与所述第一气体腔室（11）和第一液体腔室（12）连通；所述静力水准仪（4）的气体腔室搭接在所述气体连接管（2）上，以与所述第一气体腔室（11）相通，使测量系统中所有气体腔室导通且压力平衡；所述静力水准仪（4）的液体腔室搭接在所述液体连接管（3）上，以与所述第一液体腔室（12）相通。

【技术特征摘要】
1.一种静力水准测量系统，包括储液罐（1）、气体连接管（2）、液体连接管（3）和至少一个静力水准仪（4），所述储液罐（1）包括第一气体腔室（11）和第一液体腔室（12），其特征在于，所述气体连接管（2）和液体连接管（3）的末端封闭，且所述气体连接管（2）和液体连接管（3）的另一端分别与所述第一气体腔室（11）和第一液体腔室（12）连通；所述静力水准仪（4）的气体腔室搭接在所述气体连接管（2）上，以与所述第一气体腔室（11）相通，使测量系统中所有气体腔室导通且压力平衡；所述静力水准仪（4）的液体腔室搭接在所述液体连接管（3）上，以与所述第一液体腔室（12）相通。2.根据权利要求1所述的静力水准测量系统，其特征在于，所述静力水准仪（4）包括上外壳（41）、下外壳（42）和膜盒式单晶硅差压传感器（43），所述上外壳（41）和下外壳（42）通过螺柱相对固定连接之后围成封闭的安装腔（44），所述安装腔（44）被所述上外壳（41）内壁上的上凸起部和所述下外壳（42）内壁上的下凸起部隔成相互连通的右安装腔（441）和左安装腔（442），所述上凸起部和下凸起部相对设置；所述膜盒式单晶硅差压传感器（43）的主体（431）固定安装在右安装腔（441）中，所述膜盒式单晶硅差压传感器（43）的尾部（432）位于所述左安装腔（442）中，所述膜盒式单晶硅差压传感器（43）将右安装腔（441）分隔成互相独立的液腔（443）和气腔（444），并将所述左安装腔（442）与所述右安装腔（441）隔离成互不连通的独立腔室；所述液腔（443）位于靠近所述上外壳（41）一侧，所述气腔（444）位于靠近所述下外壳（42）一侧；所述膜盒式单晶硅差压传感器（43）的H端压力膜片（433）与所述液腔（443）充分接触用于感受液腔（443）内的压力，L端压力膜片（434）与所述气腔（444）充分接触用于感受气腔（444）内的压力。3.根据权利要求2所述的静力水准测量系统，其特征在于，所述上外壳（41）的侧壁上开设有与所述液腔（443）连通的进液口（411），所述进液口（411）上用不锈钢密封快插接头安装有进液管（412），所述进液管（412）与所述液体连接管（3）连通；所述下外壳（42）的侧壁上开设有与所述气腔（444）连通的进气口（421），所述进气口（421）上用不锈钢密封快插接头安装有进气管（422），所述进气管（422）与所述气体连接管（2）连通。4.根据权利要求3所述的静力水准测量系统，其特征在于，所述液体连接管（3）的外径为12-20mm；所述进液管（412）外径6-10mm，所述进液管（412）与所述液体连接管（3）通过变径三通（5）连通；所述气体连接管（2）外径为6-10mm，所述进气管（422）的外径与所述气体连接管（2）外径一致，所述进气管（422）与所述气体连接管（2）通过普通三通（6）连通。5.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：王恒，
申请(专利权)人：西安星展测控科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西,61