文章图片




文章图片




建筑结构全寿命周期内都会持续受到重力作用 ， 产生沉降趋势 。 因此沉降监测成为结构健康监测系统中的主要监测内容 。 能够实现自动化沉降监测的静力水准仪成为了结构自动化健康监测系统中用量最多的传感器之一 。
静力水准仪是利用连通器原理 ， 通过液体连通管连接各个静力水准仪 ， 测量静力水准仪内的液体液位变化 ， 从而计算出各测点的沉降变化值 。
因此 ， 在沉降自动化监测系统中 ， 液体的选择非常关键 ， 但往往在使用过程中被忽略 ， 导致数据不准确 。
近些年在安锐从事结构健康自动化监测传感器的研发 ， 跑了不少工地实测产品 ， 倍受现场数据不准的折磨 ， 发现影响静力水准仪测量精度的因素很多 ， 下面就静力水准仪的液体选择及相关操作做一些阐述 ， 希望能够帮助到刚进入这个行业的朋友们 。

一、液体选择需要考虑的因素：
01. 密度
“在连通器里的液体 ， 静态时的液面保持相同的高度” ， 这是连通管原理的描述 ， 前提是液体的密度完全保持一致 。 因此在液位式的水准仪中 ， 只要是同一种液体 ， 对静力水准仪的液位影响可以忽略 。 但是对于压差式静力水准仪来说 ， 密度对数据的准确性有较大的影响 ， 需要考虑 。
压差式静力水准仪是通过测量液体的压强来间接获取液位高度的 。 我们知道 ， 对于静止的液体 ， 液体的压强P与密度ρ、重力加速度和液位高度h有关 ， 压强公式：P=ρgh， 因此液位高度公式为：h=P/(ρg) 。 对于同一个监测项目来说 ， 重力加速度可看作常量 。 如果采用纯水 ， 密度为1103千克/立方米(t=4) 。 因此在选择静力水准仪时 ， 尽量选择配套的软件中可以根据实际液体的密度对液位高度公式进行修正的产品 。 如果是使用纯净水 ， 密度可近似采用1 。 如果使用液体 ， 如防冻液等 ， 液体密度可以咨询厂家 。 有些项目限于条件 ， 不便于使用纯净水 ， 只能使用现场取水的 ， 有可能水的硬度较大 ， 相比纯净水含有较多的矿物质 ， 导致密度有所变化 。 最好是对水取样 ， 测量出水的密度后 ， 通过静力水准仪厂家提供的平台软件对密度进行修正 。 因此选择压差式静力水准仪时 ， 最好选用能提供配套平台软件 ， 能够对密度数据进行输入调整的 ， 如安锐测控云平台、安信云平台等 。
02. 腐蚀性
测量结构沉降的静力水准系统是由液体、气体及电缆连接多个静力水准仪组成的精密测量系统 ， 需要长期使用 ， 对工作环境要求较高 。 特别是对工作介质的水 ， 具有一定的要求 。
水中的矿物质会影响水的酸碱度 。 酸碱度描述的是水溶液的酸碱性强弱程度 ， 用pH来表示 。 热力学标准状况时 ， pH=7的水溶液呈中性 ， pH<7者显酸性 ， pH>7者显碱性 。 根据在安锐多年工作的现场经验 ， 发现静力水准仪测量系统的水的PH值如果偏离7 ， 具有腐蚀性 ， 长期使用时 ， 会对系统有以下危害：
（1）管道中容易结晶、结垢 ， 导致液体管道管径变窄 ， 影响流动性 ， 导致压力的传导滞后 ， 特别是在测量频率较高时 ， 有可能导致测量的数据出现误差 。
（2）腐蚀管道的接头、金属构件；