[實用新型]高精度一體式靜力水準儀

有效

• 申請號: 201720976178.9
• 申請日: 2017-08-07
• 公開（公告）號: CN207456431U
• 公開（公告）日: 2018-06-05
• 發明（設計）人: 王珣;袁焦;劉勇;潘兆馬;伏坤;李剛;楊學鋒;姚書琴;黎明;魏永高
• 申請（專利權）人: 中鐵二院工程集團有限責任公司
• 主分類號: G01C5/04
• 分類號: G01C5/04
• 代理公司: 成都惠迪專利事務所(普通合伙) 51215
• 代理人: 劉勛

高精度一體式靜力水準儀，涉及傳感器技術，本實用新型包括壓力傳感器和溫度傳感器，壓力傳感器的承壓端與水管連接，溫度傳感器與壓力傳感器設置于防水密封殼內，防水密封殼設置于保護外殼內，保護外殼設有開口，作為水管通道和電纜通道。本實用新型具有結構簡單、施工簡單、高精度、低成本等特點，具有廣闊的推廣前景。

技術領域

本實用新型涉及傳感器技術，特別涉及針對高速鐵路沉降變形監測的高精度一體式靜力水準儀。

背景技術

伴隨著國內高速鐵路高速發展，每年均有大量高速鐵路開工建設與投入運營，由于高速鐵路對軌道的平順性有著及其嚴格的要求，因此高速鐵路線下工程的變形成為各方關注的重點。

目前國內采用的靜力水準儀僅包含了壓力傳感器單元，但是由于使用的環境較為惡劣，外部環境溫度變化較大。輸出信號受內部敏感電阻阻值的影響，可是作為半導體材料的力敏電阻，其阻值不僅與外部壓力成線性關系變化，而且要受到溫度的影響，因此傳感器的輸出信號受外部溫度的變化影響大，隨溫度發生飄逸。

為解決傳感器在大幅溫度變化下的測量精度問題，目前采用的方法可分為內部補償和外部補償。內部補償主要是通過改進半導體制造工藝、設計合理的傳感器感壓膜片的結構，用這種方式來減小傳感器輸出信號所受溫度的影響。

外部補償有硬件和軟件兩種方法。硬件補償方法主要是針對其感壓膜片上的壓敏電阻、或者由壓敏電阻構成的惠斯通電橋進行的溫度補償設計。軟件補償的方法主要是針對傳感器的輸出信號進行調整，首先傳感器進行靜態標定，建立輸出信號、標準壓力和溫度的關系，進而獲得當前溫度下的標準壓力。該方法是基于傳感器的溫度漂移是隨著溫度單調變化的理想情況，忽略了其他因素對傳感器溫度漂移的影響，因此并不能夠達到很好的溫度補償效果。

綜上可知，已有的傳感器具有精度低、微型化低、可靠性低、成本高、自動化程度低等不足，難以滿足高速鐵路線下工程變形觀測技術要求。

實用新型內容

本實用新型所要解決的技術問題是設計一種帶溫度補償的高精度一體式靜力水準儀，具有微型化、施工難度低，自動溫度補償減小溫度漂移、大幅度提高測量精度的特點。

本實用新型解決所述技術問題采用的技術方案是，高精度一體式靜力水準儀，其特征在于，包括壓力傳感器和溫度傳感器，壓力傳感器的承壓端與水管連接，溫度傳感器與壓力傳感器設置于防水密封殼內，防水密封殼設置于保護外殼內，保護外殼設有開口，作為水管通道和電纜通道。

所述保護外殼為圓柱形，其開口設置于圓柱的端面，開口處設置有波紋管。壓力傳感器與溫度傳感器通過注膠充填固定于防水密封殼內。

本實用新型的有益效果是，有效的解決了一體式封裝設計結構方便現場安裝與后期維護，降低傳感器總線，液管、氣管等損壞的風險；通過注膠工藝確保壓力傳感單元與溫度模塊處于同一溫度場，通過數據采集處理單元對高精度模擬型壓力傳感單元的采樣值結合溫度進行溫漂修正，極大的提高了靜力水準儀精度。具有結構簡單、施工簡單、高精度、低成本等特點，具有廣闊的推廣前景。

附圖說明

圖1是本實用新型的縱向剖面示意圖。

圖2是本實用新型的左視方向示意圖。

具體實施方式

如圖1、圖2，本實用新型的高精度一體式靜力水準儀包括：整體管件保護外殼8，其兩端固定設置有鋼絲波紋軟管7；傳感器封裝外殼2，設置于整體管件保護外殼10內，一端固定連接水管直通接頭1，另一端固定連接電纜防水接頭6，頂部設置氣管接頭9；模擬型壓力傳感單元3與溫度傳感器4采用注膠工藝進行充填固定,并用電纜與接線端子臺連接10，后端設備電纜通過防水接電纜連接電路板5，傳感器封裝外殼內部設置電路板5，通過電纜與接線管子臺10連接。