一、产品基础类
动力水准仪是一种用于结构物竖向位移(沉降)监测的自动化仪器,基于液体静力学原理和多传感器数据融合技术,可精准测量两点或多点间的相对高度变化。适用于桥梁、大坝、隧道、铁路轨道、大型建筑物等结构物在施工期和运营期的动态、静态沉降监测,能弥补传统静力水准仪在振动环境下测量精度不足的问题。
其核心工作原理是通过液管串联各测点仪器与储液罐,形成闭合液体系统。当结构物发生沉降或位移时,会导致各测点间液体压力变化,内置的高精度压力芯体传感器捕捉该压力变化,结合加速度、倾角、温度等传感器数据,通过动态滤波算法补偿环境干扰,最终将压力变化换算为相对高差(沉降量),并通过 RS485 信号传输至监测平台实现远程监测。
测量精度高:沉降精度达 0.1% FS(满量程误差),倾角精度 0.05°,可精准捕捉微小位移变化;
适应动态环境:内置多传感器融合与动态滤波算法,能过滤振动、温度等干扰,在列车通行、机械施工等振动场景下稳定工作;
测量频率高:最高可达 30 次 / 秒,可满足动态位移实时监测需求;
抗干扰能力强:采用屏蔽线缆设计,有效抵抗电磁干扰,保障数据传输稳定;
安装维护便捷:支持多种安装方式,线缆连接简单,部分型号支持正反接线,后期维护成本低。
二、技术参数类
量程:常规 1000mm/2000mm/4000mm,支持大量程定制;
测量精度:沉降精度 0.1% FS,倾角精度 0.05°;
采样频率:最高 30 次 / 秒;
通讯接口:RS485,通讯协议:Modbus;
线缆规格:支持 4 芯 / 2 芯屏蔽电缆,2 芯电缆实测传输距离可达 1 公里;
接口尺寸:液管接口外径 10mm,气管接口外径 8mm;
工作条件:电压 DC12~24V,电流 10mA,工作温度 – 45℃~85℃,防护等级 IP67;
产品尺寸:100mm×60mm×45mm(类长方体),外壳材质为铝合金氧化。
量程指沉降监测系统中最高点与最低点的允许高差(通常以储液罐液面与仪器最低点的高差为参考),直接决定设备可测量的最大位移范围。选择时需结合项目实际需求,确保实际位移不超过量程上限(避免设备损坏或测量失效),同时兼顾精度 —— 量程越大精度可能略有下降,建议按 “实际需求 + 预留余量” 原则选择,常规场景可优先考虑 1000mm 或 2000mm 量程。
三、安装使用类
支持两种核心安装方式,可根据现场条件选择:
膨胀螺丝固定:适用于测点允许钻孔的场景,建议用 6# 钻头钻孔,搭配 8# 膨胀套和 M3×25 自攻螺丝,仪器直接与测点面接触安装;
底板胶粘固定:适用于测点不允许钻孔且表面光滑洁净的场景,先将安装底板用万能胶粘于测点(静置 24 小时固化),再用 M4 螺丝固定仪器。
安装需在设备断电、无加压状态下进行,通讯线缆接线需严格遵循线序说明;
基准点应选择不易沉降、倾斜、受干扰的稳定位置,测点需选择易安装且能代表结构沉降特征的位置;
所有测点需尽量找平,确保在同一水平线,以充分利用设备量程;
储液罐与仪器的高差不得超过量程,建议控制在量程的二分之一最佳;
灌液前需固定储液罐,液体建议选择防冻液、硅油或静置 2~4 小时的纯净水,避免气泡产生;灌液时暂不连接储液罐气管,灌液完成后再连接。
线缆:4 芯屏蔽电缆(红 = 电源正极、黑 / 蓝 = 电源负极、绿 = RS485A、白 = RS485B)或 2 芯屏蔽电缆(红 = RS485B/12V+、黑 / 蓝 = RS485A/GND),建议按现场长度定制,接头需用防水接头;
液管:规格为 PU10×6.5(外径 10mm),切口需与圆截面平行,插入接口长度 16~17mm,推到底避免漏液;
气管:规格为 PU8×5(外径 8mm),安装要求与液管一致;
线缆需与强电线缆分开布设,液管、气管需避免被锋利物体划伤、踩踏,极端温度环境需用隔热保温棉保护。
液体是不可或缺的压力传递介质,无法省略,其核心作用是传递位移引发的压力变化,并维持液位平衡以保障测量基准。常用液体包括:
防冻液:适用性广,是最常用的介质,使用前需排除气泡;
硅油:受温差影响小,抗泡性、润滑性好,适合温差较大的场景;
纯净水:需提前静置 2~4 小时去除气泡,不建议使用自来水(易滋生杂质影响流通)。
正确处理后不会进水,具体方式如下:
电气末端(航空插头母座):用自带的防水胶盖封堵,确保盖到位;
液管、气管末端:使用厂家配套的 M10(液管)、M8(气管)塑料防水堵头封堵,安装时按住不锈钢脱扣推到底,避免漏气漏液;
485 总线末端:可通过防水胶塞封堵,也可扩展连接倾角、加速度等其他传感器。
四、产品对比与适配类
对比维度 | 动力水准仪 | 传统静力水准仪 | 磁致伸缩静力水准仪 |
适用环境 | 静态、动态(振动)环境 | 以静态环境为主,振动易误报 | 静态环境,受磁场影响 |
测量精度 | 沉降 0.1% FS,倾角 0.05° | 精度较高,但振动下易波动 | 测量直观,精度稳定 |
量程 | 常规 1000~4000mm,支持定制 | 中等量程 | 较小(通常 100~200mm) |
测量频率 | 最高 30 次 / 秒 | 多为 1 次 / 秒 | 较低 |
安装限制 | 体积小(100×60×45mm),适配空间有限场景 | 部分型号体积较大 | 体积较大(类圆柱体,高约 500mm),安装受限 |
可以。若系统中某区域存在高频采集需求或振动干扰较大,可将该区域的静力水准仪替换为动力水准仪,实现混合监测以节省成本。需注意:动力水准仪需搭配适配的网关(如安锐测控网关),才能实现 30Hz 高频采集功能。
建议选择压差式动力水准仪或压差式静力水准仪,其体积小巧(100mm×60mm×45mm 类长方体),无需激光抄平,安装灵活。若隧道存在施工机械振动、车辆通行等动态干扰,优先选择动力水准仪,其可过滤振动干扰数据,避免测量错误。
五、常见问题类
静力水准仪内部液体和芯片易受振动影响,产生额外惯性压力,导致传感器输出错误位移数据,引发误报警。动力水准仪通过内置加速度、倾角、温度等多传感器,结合数据融合与动态滤波算法,可实时补偿振动带来的干扰,过滤错误数据,确保动态环境下测量结果的准确性,大幅减少误报警。
不易受电磁干扰。产品设计时采用两芯双绞屏蔽线等抗干扰线缆,能有效阻隔外界电磁场对信号传输的影响,即使在复杂电磁环境中,也能保障测量数据的稳定性和可靠性。
部分型号支持。需满足两个条件:一是数据采集器具备输出控制功能,二是监测平台与联动设备兼容。实际应用中,可实现沉降异常时联动控制相关设备(如轨道顶升设备),具体需结合采集器型号和项目需求配置。
通常无法直接更换。接线错误属于非质量问题,即使在质保期内,也需用户自行承担维修或更换成本。建议安装前仔细阅读产品手册,按线序要求接线,不确定时可联系厂家获取线上技术指导,或选择支持正反接线、安装更简便的两芯线缆型号,降低接线错误风险。
所有位移量均相对于基准点计算:
首次使用时确定初始相对位移值:\(D_{初}=(P0_{初}-P1_{初})×102.04081\)(P0 为基准点压力,P1 为测点压力);
每次测量后计算相对位移值:\(D_{测}=(P0_{测}-P1_{测})×102.04081\);
累计位移值:\(D_{累}=D_{初}-D_{测}\)(正值表示上抬,负值表示下沉)。


