静力水准自动化监测系统

静力水准仪自动化监测技术方案一、静力水准仪简介对结构健康影响最大的外力因素是重力，因此结构的竖向位移最能代表结构位置的变化。

竖向位移通常也简称沉降。

传统的人工测量耗时太多，监测周期长，只能反应变化的长期趋势。

难以反应快速变化的竖向位移。

而静力水准仪可用来在线自动测量沉降数据。

二、静力水准仪的原理及分类静力水准仪是依据“连通管”原理工作的：两端开口与大气相通的U型管注入液体后，液体在大气压力和重力的作用下，最终会保持在同一个水平面。

测量出测点液位的变化，即可得到测点的位置变化。

根据这个原理，市面上出现了液位式静力水准仪和压差式静力水准仪。

液位式水准仪是通过测量每个测点液位变化的高度来计算沉降的，而压差式静力水准仪是通过计算不同测点间的液体压力变化量再除以液体的密度和重力加速度得到沉降值。

液位式静力水准仪由于原理简单，液位变化直观，测量液位的技术简单成熟，因此种类繁多。

液位测量的方式有机械式、非机械式两种。

机械式的液位测量是在液位中放入浮球，液位变化时，浮球会随液位而变动，测量出浮球的位置变化，即可得到液位的变化。

常见的测量浮球位置变化是通过磁致伸缩原理来实现的。

非机械式的液位测量方式有超声波、电容，毫米波雷达、机器视觉、压差。

超声波、毫米波液位测量是利用超声波或电磁波遇到液体与气体的界面时会发生反射的原理，测量出超声波在液体中传播所用的时间，根据液体中声波的速度，求出液位的。

机器视觉是利用摄像装置，观察辅助激光光束在液面的光斑位置变化，求出液位变化的。

由于摄像装置的光学器件会收到水蒸气的遮蔽、侵蚀等影响，对视频数据的解算需要硬件和软件支持，结构复杂，体积较大、成本较高，目前极少有应用，因此本文不做展开介绍。

电容式液位测量原理是利用液位变化时，液体与上方的金属之间的电容会发生变化。

通过测量电容的变化，可求出液位的变化。

由于影响到电容的不仅是两极板之间的距离，液体上方的空气密度、温度、结构件几何尺寸都会影响到电容的变化，且测量的量程较小。

浅析静力水准自动化监测系统于工程监测中的运用作者：陈伟来源：《科技资讯》 2014年第20期陈伟(上海申元岩土工程有限公司上海 200040)摘要:对于大部分工程而言,在其施工过程之中,垂直位移是相当重要的监测项目。

由于异常垂直位移往往是工程事故的前兆,所以,对于某些重要建筑设施的垂直沉降测量须具有高精度、实时性的特性。

自动化监测系统由于其优越的特性必然将引入工程监测工作中,成为工程监测的有效手段。

本文介绍了静力水准自动化监测系统测量原理,通过工程监测中应用实例,充分体现了静力水准自动化监测系统的优越性,并且总结了其在工程中的运用经验。

关键词:静力水准自动化监测实时性系统中图分类号:TU196.1 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2014)07(b)-0057-01当前对于工程监测项目,人工采集数据的传统方法被普遍运用,但是其不仅监测范围小、工作量大、效率低,而且无法实现实时、在线监测,因此不能及时发现问题、消除隐患。

静力水准自动化监测系统作为一种精密的水准测量方法,具有精度高、自动化性能好等特点,完全可以弥补传统方法的漏洞,同时可以更好地运用于人工无法长时间作业的某些特殊环境,可以实现实时、在线监测,使得在工程进展过程中能够及时发现问题,消除隐患。

1 静力水准自动化监测系统测量原理静力水准系统在使用过程中,一系列的传感器容器使用通液管连接,其中注入一定量的液体,保证所有容器中的液体可以自由流动,利用连通液的原理,多支通过连通管连接在一起的储液罐的液面总是在同一水平面,即保持相同的高度,但是各个容器中的液体深度并不相同,这也就反映了各个容器所在的各个参考点的高度的不同。

当容器液位发生变化时即被传感器感应,通过测量不通储液罐的液面高度,经过计算可以得出各个静力水准仪的相对差异沉降。

在多点系统中,所有传感器的垂直位移均是相对于其中任意一点(基准点或参照点)的变化,该点的垂直位移应是相对稳定的或者是可用其它人工观测手段来确定,并在整个观测过程中对基准点高程进行修正,以便能精确计算静力水准系统各测点的沉降变化。

静力水准测量系统在地铁运营监测中的应用摘要：本文结合工程实例，介绍了使用静力水准测量系统进行地铁运营监测的方法，分析了重力异常、压力和温度对静力水准测量系统精度的影响，提出了解决方法，并进行了系统精度评定，得到结论，使用静力水准测量系统，具有精度高、自动化性能好等特点，是地铁运营监测的理想选择。

关键词：静力水准测量系统，地铁运营监测，自动化。

abstract:this paper has introduced the use of static level measurement system of detection of subway operation, by project instance。

analyzed the gravity anomaly 、 influence of pressure and temperature on accuracy of static level measurement system ,and came up with an answer. conducted a systematic assessment of accuracy,and the result shows that thestatic level measurement systemis the best choice for detection of subway operation in the terms of high precision 、good property of automated performance.key words:static level measurement system/detection of subway operation/automation/概述21世纪是地下工程的世纪，随着国民经济的飞速发展和城市化进程的加速，地铁在各大城市交通中所占的比重将越来越大。

浅谈静力水准仪及自动化变形监测力水准仪（连通液位沉降计）是测量两点间或多点间相对高程变化的高精密液位测量仪器，通常由液缸、浮筒、精密液位计、保护罩、支撑架等部件组成。

静力水准仪一般安装在被测物体等高的测墩上或被测物体墙壁等高线上，通常采用一体化模块化自动测量单元采集数据，通过有线或无线通讯与计算机连接，从而实现自动化观测。

目前广泛应用于运营铁路沉降监测、地铁隧道沉降监测、基坑、大坝、桥梁与房屋的沉降监测等领域。

原理静力水准仪利用连通液的原理，多个静力水准仪用通液管联接，液面总是在同一水平面，通过测量不同储液罐的液面高度与静力水准仪的基准点进行对比，得出各个静力水准仪的相对差异沉降量。

基准点的垂直位移是相对恒定的或者是可用其它方式准确确定，以便能精确计算出静力水准仪系统各测点的沉降变化量。

静力水准测量具有测量精度高（通常可达亚毫米级）、自动化监测、性能稳定，实时传输等优点。

自动化监测应用静力水准自动化监测系统通常包含多个静力水准仪、安装支架、液体联通管、数据采集系统、通讯系统、后台管理软件等组成，软件可根据观测两生成相应的变化曲线，并根据工程设计值进行报警。

房屋基础沉降监测：如CCTV新大楼基础沉降采用振弦式静力水准仪进行观测，做此类观测时，仪器安装位置应充分考虑建筑物不同部位结构承重的差异性，并做好联通管等设备的保护。

在地铁监测中的应用：静力水准测量是地铁隧道结构自动化垂直位移测量的重要手段，目前已广泛应用，和在房屋监测中应用不同，由于列车运营时对静力水准仪仪器本身及基准点有不可忽视的影响，因此，地铁夜间停运阶段静力水准的测量的精度明显高于运营期的精度。

监测点数量应能全面反映监测区域变化情况，基准点应布设在影响区域外稳定位置。

桥梁、高架等监测：采集首期基准数据的过程中最好是能暂时封锁车辆流通，这样监测得到的基准数据会更加有参考价值。

并做好数据采集系统、电源等设施发生故障的应急措施。

静力水准自动化监测系统垂直位移量是直接反应工程结构物及其基础的是否稳定的关键指标，垂直位移是大部分工程安全监控的重要内容。

在工程测量中,液体静力水准测量是一种精密的水准测量方法，静力水准仪是用于测量多点相对沉降的系统。

在使用中，一系列的传感器容器均采用液管联接,每一容器的液位由一精密振弦式力传感器测出，该传感器内有一个自由悬重，一旦液位发生变化，悬重的悬浮力即被传感器感应，精确测出小至0.025mm的垂直变化。

在多点系统中，所有传感器的垂直位移均是相对于其中的一点,该点的垂直位移是相对恒定的或者可用其它人工观测手段准确确定。

静力水准测量具有以下优点:（1）采用电感调频原理设计制造,具有高灵敏度、高精度、高稳定性、温度影响小的优点,适用于长期观测。

(2）静力水准仪内置存贮芯片，具有智能记忆功能，出厂时已将传感器型号、编号、标定系数等参数永久存贮在传感器内,并可保存600次您所需要的测量结果,如测量时间、测点温度(温度型）、绝对位移值、相对位移值、零点值等。

(3）静力水准仪是有多个精密液位计组成,通过连通管将所有液位计的液面连通，测量各液位计相对基点的垂直向变形情况。

内置智能检测电路，由485总线直接输出数字测值,可远距离传输，不失真，适应长时间观测和自动化测量。

（4)测试时间短,数据同时性佳,测量结果受人员影响很小。

静力水准自动监测系统的工作原理该系统主要有测量、数据发射和数据采集及分析三个部分组成.通过连通器的原理得出基准点及各监测点上静力水准仪的压力值，集成后通过光钎、gprs或无线电台发射出去，在能够接收的范围内通过数据采集装置采集测得的压力值,之后通过数据处理及分析软件得出监测点相对基准点的沉降变化量及变化速率，之后绘出累计变沉降量—时间曲线和变化速率-时间曲线,进而分析建筑物的变化情况.点位布置：静力水准仪的现场安装要求：(1)根据测点布置要求选定测试点及基准点,安装在测点柱距底板面300mm～500mm位置处，选用点作为基准点,安装时需在墙柱混凝土表面钻孔打锚栓或在钢结构表面焊接固定支架,然后在支架上安装底座和仪器,再在仪器外部装保护罩。

浅谈静力水准测量系统在地铁运营中的监测摘要：本文介绍了静力水准测量系统的工作原理及其特点，结合其在天津市地铁一号线上的应用分析，说明了该套系统的优越性及其广阔的前景。

关键词：静力水准测量系统；地铁；监测Abstract：This paper introduces theworking principles and characteristics of static level measurement system, and combining with the its application in Tianjin subwayⅠline declares its superiority and broad prospects。

Key words：static level measurement system；subway；monitoring引言地铁是维持现代化大都市正常、快速、高效运转的保证，是人们出行的主要交通工具之一。

近年来，随着城市的快速发展，在建的及正在运营的轨道交通工程也越来越多。

而地铁隧道的开通，又大大促进了地铁沿线的开发发展，地铁周围的商业及基础设施建设越来越多。

这些建筑在施工中给运营中的地铁隧道造成变形，严重时可能会危及地铁结构。

影响地铁运营。

在地铁沿线上部施工时，加强地铁结构的监测，保证地铁运营安全显得十分必要。

静力水准系统以其优越的高精度，高效率，全天候，自动化等优势在地铁运营监测中应用广泛。

1静力水准系统的工作原理该系统主要有测量、数据发射和数据采集及分析三个部分组成。

通过连通器的原理得出基准点及各监测点上静力水准仪的压力值，集成后通过GPRS或无线电台发射出去，在能够接收的范围内通过数据采集装置采集测得的压力值，之后通过数据处理及分析软件得出监测点相对基准点的沉降变化量及变化速率，之后绘出累计变沉降量-时间曲线和变化速率-时间曲线，进而分析地铁隧道各部分的变化情况。

该测量系统流程图如图1。

红石大坝静力水准系统技术改造讨论发布时间：2022-03-16T08:51:54.405Z 来源：《当代电力文化》2021年31期作者：李海峰[导读] 本文对此过程中发现的问题和解决方法进行了论述。

李海峰松花江水力发电有限公司吉林白山发电厂吉林吉林 132001摘要：静力水准监测自动化，是一种精密的水准测量方法，是水电站变形观测的重要手段，红石大坝原有静力水准系统运行十年过程中发现很多问题，需要进行整体技术升级和改造。

本文对此过程中发现的问题和解决方法进行了论述。

关键词：静力水准；升级。

1、红石电厂大坝安全监测系统现状红石电厂大坝安全监测项目包括人工监测和自动化监测，本次改造只考虑自动化监测项目，人工监测项目维持现状。

目前大坝安全监测项目主要有：变形监测包括垂直位移、水平位移、倾斜和接缝变形；渗流监测包括坝基扬压力和渗流量监测；环境量监测包括库水位、气温和库水温度监测。

2011年监测系统改造后，改用新的自动化系统，坝内共设17台数据采集装置（DAU）。

接入自动化系统的仪器有静力水准仪87台。

监测自动化系统建成初期稳定性较好，可随着时间的推移系统故障率和可靠性低，数据缺失率高，对测值长期稳定性有影响，以致监测数据成果基本不可信，资料分析主要以人工监测数据为主。

2、静力水准包括垂直测点71个、倾斜测点16个，共计安装87台RJ型电容感应式静力水准仪。

目前设备老化，故障增加，可靠性、稳定性降低，管路存在老化等问题。

静力水准系统8台仪器失效；绝缘度不合格的有80台，占比95%；对68台静力水准仪进行数据缺失率考核，考核期内缺失率偏高，有55个测点（占比81%）的数据缺失率在3%以上，不符合DL/T5272-2012规范要求；#4～#17坝段基础主廊道共计22个测点，变化趋势与人工测值差异较大，变化规律异常，测值不可信；对全部34条管路（包括坝顶4条失效的倾斜路线）检测后，共有18条管路（包括失效测点和管路不通线路）的比测限差不合格，占比53%。

静力水平自动化监测系统在工程丈量中应用【纲要】跟着社会的发展，对重要建筑物的工程丈量须拥有高精度、及时性的特性，自动化监测系统必定引入工程丈量工作中，成为工程丈量的有力手段。

液体静力水平丈量是一种精细的水平丈量方法，对高差的观察精度可达到20μ m 甚至更高。

本文介绍了静力水平系统丈量原理，经过工程丈量中应用实例，充足表现了静力水平自动化监测系统的优胜性，同时总结了静力水平工程中运用的经验。

【重点词】静力水平 ;工作原理;及时性;自动化;决议论；对策论一、系统工程简介系统工程的主要任务是依据整体协调的需要，把自然科学和社会科学中的基础思想、理论、策略和方法等从横的方面联系起来，应用现代数学和电子计算机等工具，对系统的构成因素、组织构造、信息互换和自动控制等功能进行剖析研究，借以达到最优化设计，最优控制和最优管理的目标。

系统工程大概可分为系统开发、系统制造和系统运用等 3 个阶段，而每一个阶段又可分为若干小的阶段或步骤。

系统工程的基该方法是：系统剖析、系统设计与系统的综合评论（性能、花费和时间等）。

系统工程的应用日益宽泛，至20世纪70年月已发展成很多分支，如经营管理系统工程、后勤系统工程、行政系统工程、科研系统工程、环境系统工程、军事系统工程等。

用定量和定性相联合的系统思想和方法办理大型复杂系统的问题，不论是系统的设计或组织成立，仍是系统的经营管理，都能够一致的当作是一类工程实践，统称为系统工程。

系统工程在系统科学构造系统中，属于工程技术类，它是一门新兴的学科，国内外有一些学者对系统工程的含义有过许多论述，但到现在仍无一致的定义。

1978 年我国有名学者钱学森指出 :" 系统工程是组织管理系统的规划、研究、设计、制造、试验和使用的科学方法，是一种对所有系统都拥有广泛意义的方法 " 。

1977 年日本学者三浦武雄指出 :" 系统工程与其余工程学不一样之点在于它是超越很多学科的科学，并且是填充这些学科界限空白的一种边沿学科。