压力静力水准仪压差式沉降仪器

　　HR8066/67型高精度静力水准仪适用于要求较高的垂直位移或沉降变形监测，可监测到0.01mm的液位变化。仪器由一系列含有液位传感器的容器组成，多个容器间由充满液体的连通管连接在一起。基准容器位于稳定的基准点上，任何一个容器与基准容器间的高程变化都将引起相应容器内的液位变化。通过测量液位变化即可获取测点的高程变化。

　　HR8066/67型高精度静力水准仪采用全球范围内品质压力敏感元件，静力水准仪产品采用-20-60℃度整机多点全量程温度补偿工艺，具有测量精度高、无漂移、可靠性强、安装方便等优点。密封的外壳防潮性能好，可在相对湿度环境下长期连续工作。

　　2. 静力水准仪技术参数

　　①.主要性能指标

　　标准量程：1000mm或其他

　　精 度：＜±0.3mm

　　分 辨 率：0.01mm

　　年稳定性：＜±0.5mm

　　过载能力：200％F?S

　　②.温度特性

　　工作温度范围：-20～85℃

　　温度补偿范围：-20-60℃

　　温度传感器：

　　测温范围-40～150℃

　　测温精度±0.2℃

　　③.电气特性

　　电气连接：防水四芯插件

　　供电电压：5～24VDC（HR8066）

　　12～24VDC（HR8067）

　　输出信号：MODBUS-RUT（HR8066）

　　4～20mA（HR8067）

　　电源防护：防反接、过压保护

　　通信接口：RS485，静电保护

　　④.结构特性

　　外壳材料：铝合金

　　管路接头：不锈钢快速接头或不锈钢螺纹锁紧接头

　　⑤.环境特性

　　防护等级：IP67

　　安装方式：排气阀朝上垂直固定安装

　　地铁沉降监测中影响陕西恒瑞HR8066型静力水准仪精度的因素分析

　　常 明 （吉林省地理信息院，吉林长春130062 ） 摘 要：在经济高速发展的今天，铁路工程施工建设对我们的生 活产生了不可忽略的影响，保证其施工质量已经变得越来越重要。陕西恒瑞HR8066型静力水准仪作为一种较为先进的测量仪器已经被越来 越广泛的应用地铁、隧道沉降检测等领域。保证陕西恒瑞HR8066型静力水准仪 测量的精度，是进行沉降检测工作中的一项重要任务。文章 介绍了陕西恒瑞HR8066型静力水准仪的工作原理，并着重阐述了影响HR8066型 仪精度的相关因素。关键词：陕西恒瑞HR8066型静力水准仪；地铁沉降；精 度

　　1引言

　　随着我国经济社会的快速发展，城市人口不断增 多，城市轨道交通得以蓬勃发展，各大城市纷纷开展地铁线 路的建设及规划工作。在各种公共交通方式中，城市地铁在 快捷性、准时性等方面有着非常明显的优势，一直是我们出 行的重要方式。随着地铁技术与应用的不断发展，其安全性 也就变得越来越受人关注。城市地铁的沉降值是其衡量其 运行安全性的一项重要指标，对其进行有效的监测是保证地 铁系统安全的前提条件。所以不断的提高对地铁沉降监测的 精度，是保证其稳定、安全运行的有效手段。相比于传统沉 降监测手段，利用陕西恒瑞HR8066型静力水准仪进行地铁的沉降监测，能够实 时、的掌握地铁结构垂直位移，为地铁的安全运营的提

　　密的测量仪器，目前市场上的陕西恒瑞HR8066型静力水准仪主要有电容式、电

　　感式和光电式三个类型。HR8066型系统至少有两个观测点， 由液缸、浮筒、精密液位计、保护罩、支撑架等部件组成， 主要用于大型储罐、大坝、核电站、高层建筑、基坑、隧道、 桥梁、地铁等垂直位移和倾斜的监测工作。陕西恒瑞HR8066型静力水准仪是 一种高精密的液位测量装置，其即依据连通液原理，设置多 个连通的测点，每个容器的液位有磁致伸缩式传感器测出， 传感器的浮子位置随着液位的变化而同步变化，由此可测出 各测点的液位变化量。通过观测各测点容器的液面高程与安 装高程的变化关系，进而获得每个测点沉降数据，并且可以 通过与基准点的对比获得沉降值。目前主流的HR8066型

　　仪在理想的条件下可以实现0.1mm 的测量精度。 正因为其精 确、实时的特点， 陕西恒瑞HR8066型静力水准仪被越来越广泛的应用在对地铁、 隧道及各类设施的沉降监测工作中。3利用陕西恒瑞HR8066型静力水准仪进 行地铁沉降监测的优势陕西恒瑞HR8066型静力水准仪作为近些年来得到广泛 应用的新型仪器，相对于常规水准仪搭配水准标尺的测量方 式，在进行地铁监测方面具有较为明显的优势，主要体现在 以下几个方面：（ 1）测量精度高。陕西恒瑞HR8066型静力水准仪作为一种使 用液位进行测量精密仪器，其测量精度通常可以达到亚毫米 级，甚至有些型号的陕西恒瑞HR8066型静力水准仪的标称精度达到

　　到不同程度的限制，通常无法保证毫米级别上数值的准确

　　性。（2）具有一定的抗干扰能力。HR8066型系统通常布设 在混凝土观测墩，或专用的安装支架上，屋里稳定性较好； 许多较为先进的陕西恒瑞HR8066型静力水准仪具有较好的气密性，能够抵御一 定程度内的气压变化的影响；大部分主流的陕西恒瑞HR8066型静力水准仪会配 备温度补偿装置，以减弱温度变化对测量结果值的影响，许 多型号的陕西恒瑞HR8066型静力水准仪都具有-10～ 40℃的温度补偿范围。 （ 3） 能够在极端温度下工作。目前市面上的主流陕西恒瑞HR8066型静力水准仪，通 常可以实现在 -30～ 80℃温度区间内的正常工作。而常规水准 测量则会对温度条件比较敏感，较容易受到温度条件的限 制。在实际测量工作中，常规的水准测量方式，一方面是水 准仪、水准尺、尺垫等设备会因温度的变化产生变形；另一 方面是测量人员也无法在极低或极高温度条件下正常的开 展测量工作。（ 4）布设简单，维护方便，自动化程度高。 陕西恒瑞HR8066型静力水准仪各部件的组装、连接较为简便，通常只需用连接 管把贮液罐和各测点连接起来，然后从一端液罐注入调好的 连通液，再经过简单的调试及设置，即可完成陕西恒瑞HR8066型静力水准仪的 布设工作。陕西恒瑞HR8066型静力水准仪的贮液容器通常采用有机玻璃材质， 即防止腐蚀生锈，又方便观察。陕西恒瑞HR8066型静力水准仪内部通常都具有 较先进的智能传感器、单片机以及通讯模块，可以方便的进

　　程度较高。但是与此同时，HR8066型系统也存在着其自身

　　的局限性。比如由于液体的粘滞作用，当陕西恒瑞HR8066型静力水准仪内部的 连通液高度发生变化时，需要经过一段时间的流动才能重新 达到平衡状态，所以HR8066型系统不适合应用在高速沉降变 化量的测量工作中。4影响陕西恒瑞HR8066型静力水准仪监测精度的因素分 析 伯努利方程是HR8066型测量的理论依据，具体公式如下 所示： 式中， P 表示气压， ρ表示连通液密度，g 表示重 力加速度， h 表示测点液体与液面处的相对高差。当连 通液处于平衡状态时有：由此我们得知，气压、连通液密 度和重力加速度是影响HR8066型高程面的主要因素。而由于 陕西恒瑞HR8066型静力水准仪使用同一种液体作为连通液，并且在通常情况 下，小范围内的重力加速度差别可以忽略不计，所以上式中 ρ与 g 值相同，即陕西恒瑞HR8066型静力水准仪中连通液密度以及各测点的重 力加速度的影响可以忽略。运营中地铁隧道内对环境影响 剧烈的即为地铁列车的运行。当地铁列车在地铁隧道内的

　　行驶时，会对地铁内部的综合环境带来一定程度的改变，而 这也将会对陕西恒瑞HR8066型静力水准仪的精度带来较大的影响，主要体现在 以下三个方面：（ 1）气压影响。当列车通过时，仪器内的 气压会改变。列车的快速行驶会造成列车周围空气的急剧流 动，这将会使得安放在其附近的陕西恒瑞HR8066型静力水准仪测点仪器内的气

　　列车通过时，会使铁轨及附近地面产生较强的震动，而当静 力水准仪测点的位置与地铁轨道距离较近时，列车的通过对 轨道和地面的压力会使该测点读数不稳，并有下沉的趋势， 进而使得该测点液面趋于上升，相反，当地铁列车驶离静力 水准仪测点后，地铁列车带来的压力逐渐减弱并终消失， 则会使该测点有上抬的趋势，进而使得该测点液面趋于下 降。所以列车通过会影响陕西恒瑞HR8066型静力水准仪瞬间读数的准确性。

　　（3）对基准点的影响。当基准点的布设与地铁轨道距离较 近时，当列车经过该基准点附近时，也会对基准点产生如上 所述的气压以及震动影响，使得基准点的瞬间读数产生变 化，影响陕西恒瑞HR8066型静力水准仪的测量数值，从而影响地铁监测精度。

　　5结束语综上所述，陕西恒瑞HR8066型静力水准仪是因其、稳定、自动 化程度高等优势，被广泛的应用在地铁沉降监测工作中，为

　　城市地铁的安全运营提供了技术保障。而城市地铁的沉降监 测精度受地铁列车运行的影响较大，由于列车行驶的原因造 成的测点附近的大气压强波动、陕西恒瑞HR8066型静力水准仪仪器和基准点的 震动等，均会对陕西恒瑞HR8066型静力水准仪的观测值产生影响，进而影响地 铁沉降监测的精度。所以，在进行地铁沉降数据分析时需要 把以上影响精度的因素考虑进来，合理避让列车运行时间 段，进而降低或消除列车运行对陕西恒瑞HR8066型静力水准仪的影响，保证监侧精度