[發明專利]高精度磁致伸縮靜力水準儀及其測量方法

有效

• 申請號: 201410422212.9
• 申請日: 2014-08-26
• 公開（公告）號: CN104215219B
• 公開（公告）日: 2016-10-26
• 發明（設計）人: 韋永斌;趙偉
• 申請（專利權）人: 中國建筑股份有限公司
• 主分類號: G01C5/04
• 分類號: G01C5/04
• 代理公司: 北京中建聯合知識產權代理事務所(普通合伙) 11004
• 代理人: 朱麗巖

技術領域

本發明涉及一種靜力水準儀及其測量方法，特別是一種結構簡單、測量液位精度高的磁致伸縮靜力水準儀及其測量方法。

背景技術

目前使用的靜力水準儀為多為電感式、電容式或振弦式，這些靜力水準儀的量程小，精度低，同時對環境要求較高。此外還有一種磁致伸縮式靜力水準儀，它通過套在測桿上的浮子垂直方向的位移變化計算測點的相對沉降，因此浮子位移過程中在垂直方向上的精度直接影響測量的結果，但這種磁致伸縮式靜力水準儀的缺點也是精度太低，一般在0.5mm左右，所以需要改進。

發明內容

本發明的目的是提供一種結構簡單、同時測量精度高的高精度磁致伸縮靜力水準儀及其測量方法，要解決現有的水準儀測量精度不高的問題。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種高精度磁致伸縮靜力水準儀，包括有儲液桶、磁致伸縮傳感器、安裝底板和固定螺栓，所述儲液桶上設有通氣管接頭、通液管接頭和水平氣泡，所述磁致伸縮傳感器包括安裝在儲液桶的頂端的電子倉、設置在儲液桶內部并且與電子倉配合連接的測桿、以及套在測桿上的浮子，所述浮子下端部的內徑是浮子上端部的內徑的1.5倍至3倍，浮子下端部的外徑是浮子上端部的外徑的1.5倍至3倍；所述浮子的上端面上還均勻設置有多組扶正單元，每組扶正單元均包括有一個定位桿和一個滑輪，所述定位桿的一端固定連接在浮子的上端面上，定位桿的另一端與滑輪連接，滑輪又與測桿沒有接觸。

所述浮子上與測桿相配合的通孔為階梯孔。

所述浮子上端部的外表面通過斜面與浮子下端部的外表面連接。

所述浮子的上端面上均勻設置有四組扶正單元。

所述安裝底板上開有安裝孔，安裝底板經穿過安裝孔的膨脹螺栓固定安裝在測墩或墻面上。

一種高精度磁致伸縮靜力水準儀的測量方法，步驟如下：

步驟1、將傳感器與聯通管子接通；

步驟2、向儲液桶里加注液體；

步驟3、將安裝底板通過膨脹螺栓固定安裝在測墩或墻面上，將儲液桶固定在安裝底板上，通過固定螺栓調整儲液桶的高度，并觀察儲液桶頂部的水平氣泡，使儲液桶里的液體保持水平；

步驟4、重復上述步驟1～3，固定安裝好其它的高精度磁致伸縮靜力水準儀，即先設立好一臺高精度磁致伸縮靜力水準儀作為基準點以后，再在每個待測點處分別設立一臺高精度磁致伸縮靜力水準儀，并且所有的高精度磁致伸縮靜力水準儀的儲液桶通過通液管相互連通，所有的高精度磁致伸縮靜力水準儀的儲液桶通過通氣管與大氣相通；

步驟5、根據浮子的變化，測出各待測點的液位變化，由此精確地計算出個測點的沉降變化量；

步驟6、計算出每個儲液桶的高度相對高差變化量。

與現有技術相比本發明具有以下特點和有益效果：

本發明用于監測橋梁、隧道、大壩、房屋等建筑物沉降位移量，具有結構合理、簡單，測量精度高的優點，相比一般水準儀的測量精度大10倍左右，基本能能將測量精度提高到0.05mm左右。

本發明中的浮子設計成浮子下端部的內徑是浮子上端部的內徑的1.5倍至3倍，可以防止浮子與測桿之間形成窄縫，所以不會出現毛細現象，也不會有浮子與測桿被水粘貼到一起的問題；本發明中的浮子設計成浮子下端部的外徑是浮子上端部的外徑的1.5倍至3倍，可以保證浮子的穩定（既保證浮子在水面上漂浮的更穩定），有效的消除了水面張力的作用（浮子的形狀設計也容易受水面張力的影響，從而影響測量的精度）。

本發明在對浮子進行了特殊設計的同時，還采用了防摩擦扶正設計（即設計了扶正單元），即在浮子的上端面上均勻設計了扶正單元（包括定位桿和滑輪，滑輪與測桿之間沒有接觸），通過扶正單元的作用，可保證浮子中心與測桿中心重合，解決了浮子和測桿一起活動時，活動部分的質量很大，導致摩擦力也很大，從而很容易影響測量精度的問題。

本發明通過通液管將各個靜力水準儀間連通，適用于測量多點的相對沉降。

附圖說明

下面結合附圖對本發明做進一步詳細的說明。

圖1是本發明的結構示意圖。

圖2是本發明的浮子與測桿的結構立體示意圖。

圖3是本發明的浮子與測桿的結構示意圖。

圖4是本發明的測多點相對沉降的使用狀態示意圖。

附圖標記：1－儲液桶、2－傳感器、3－安裝底板、4－通氣管接頭、5－通氣管、6－通液管接頭、7－通液管、8－電子倉、9－測桿、10－浮子、11－水平氣泡、12－固定螺栓、13－定位桿、14－滑輪、15-斜面、16-通孔。