一、产品基础类
1. 什么是渗压计?核心用途是什么?
渗压计(又称孔隙水压力计)是用于测量土体、结构物内部孔隙水压力或渗透压的自动化监测设备,内置温度传感器可同步监测环境温度。核心应用于水利工程、土木建筑、地质灾害等领域,如大坝渗流监测、边坡孔隙水压监测、深基坑降水监测、隧道围岩渗压监测等,为工程安全评估提供基础数据。
2. 渗压计的工作原理是什么?
基于精密压力传感技术,当被测介质(孔隙水、地下水等)的水压发生变化时,内部高灵敏度压力传感器捕捉该变化并转化为电信号,经处理后通过有线或无线方式传输至采集系统。系统通过公式 \(P=ρgh\)(\(ρ\) 为液体密度,g 为重力加速度,h 为水头高度)将电信号换算为具体水压值,实现实时监测。部分型号内置温度补偿模块,可消除环境温度对测量的干扰。
3. 渗压计主要有哪些分类?各有什么特点?
按工作原理和信号类型可分为以下几类:
差动电阻式:基于电阻应变原理,通过电阻值变化计算水压,稳定性强;
振弦式:利用振弦频率变化反映水压,抗电磁干扰能力突出,结构简单耐用,适合长期监测;
压阻式:基于半导体压阻效应,响应速度快,测量范围广,支持高频监测;
光纤式:以光纤为传感元件,灵敏度高、抗电磁干扰,适用于复杂环境和远程监测;
气动式:基于气压平衡原理,结构简单,适用性强;
无线式:通过 LoRa/NB-IoT 等物联网技术传输数据,无需布线,适配偏远或大面积监测场景。
4. 渗压计与普通水位计有何区别?
对比维度 | 渗压计 | 普通水位计 |
测量对象 | 土体 / 结构内部孔隙水压力 | 开放水体液位(如水库、河道) |
安装方式 | 埋入被测介质内部,需与渗流水直接接触 | 置于水体表面或特定深度,无需埋入 |
核心需求 | 强调抗压性、密封性和长期稳定性,防淤堵 | 强调液位识别精度和环境适应性 |
应用场景 | 大坝、边坡、基坑、隧道等结构内部渗压监测 | 水库水位、河道水位、水箱液位等开放场景监测 |
二、技术参数类
1. 渗压计的核心技术参数是什么?
参数名称 | 有线款(振弦式 / 数字式) | 无线款(LoRa/NB-IoT) |
量程 | 常规 1MPa/1.6MPa/2.5MPa/4MPa,支持定制 | 同有线款 |
测量精度 | ±0.1% FS,科研级可达 ±0.05% FS | ±0.1%FS |
分辨率 | 0.008%FS | 0.008%FS |
采样频率 | 有线数字式 1 次 / 秒,振弦式需适配采集仪 | 可设置分钟级采集(默认 1 次 / 小时) |
通讯接口 / 协议 | 数字式:RS485/Modbus;振弦式:频率信号 | LoRa/NB-IoT,支持多节点组网 |
工作电压 | DC9V~DC24V | 内置锂电池(支持太阳能充电) |
工作电流 | 典型值 16mA@DC12V | 休眠电流<10μA,发射电流<120mA |
工作温度 | -45℃~85℃(介质温度 – 10℃~+70℃,不可冻结) | 同有线款 |
防护等级 | IP68 | IP68 |
外壳材质 | 304 不锈钢(部分型号为 316L 不锈钢 / 钛合金) | 同有线款 |
产品尺寸 | ⌀28mm×128mm | 适配无线模块,尺寸略有增加 |
允许过载 | 200%FS | 200%FS |
2. 无线渗压计的续航能力如何?
续航时长与监测频率直接相关,以内置锂电池的无线款为例(非太阳能版):
监测频率 1 次 / 小时:续航可达 3 年;
监测频率 1 次 / 10 分钟:续航约 6 个月;
监测频率 1 次 / 分钟:续航约 1 个月。太阳能版可通过光照自动充电,阴雨天可依靠内置电池维持工作,能实现长期无人值守监测,适配偏远无市电场景。
三、安装使用类
1. 渗压计安装前需要做哪些准备?
设备准备:将渗压计用土工布和细砂包裹,在水中浸泡 2 小时以上,使其达到饱和状态,避免安装后因未饱和影响测量精度;
现场准备:根据安装场景钻孔,确保孔径符合要求(如土基深部钻孔不小于 91mm),清理孔内淤泥和杂质;
防护准备:检查线缆是否完好,如需现场接线,需使用专用防水接头,避免进水。
2. 不同场景下,渗压计的安装步骤是什么?
基岩面安装:
钻孔(直径 φ50~φ90mm,深度约 1m),回填 5~10mm 砾石至孔口;
将渗压计装入砂袋,引出电缆并扎紧,平放于集水孔口,测算安装高程;
用砂浆糊住砂袋,初凝后浇筑混凝土固定。
土基深部安装:
钻孔(孔径不小于 91mm),测量孔深后倒入 30cm 厚中粗砂;
将渗压计装入砂袋(内置细砂),吊入孔底;
上方回填 50cm 厚细砂,再用浓膨润土浆回填至孔口。
隧洞围岩安装:
钻孔(直径 φ110mm),将渗压计装入砂袋并推入孔底;
外侧回填 50cm 厚粗砂,再用水泥砂浆回填至孔口;
同孔多支安装时,需采取阻水措施分隔各渗压计。
3. 安装渗压计有哪些注意事项?
安装需在设备无加压、断电状态下进行,避免损坏传感器;
可垂直、倾斜或水平安装,核心是确保引压口不被淤泥、杂质堵塞,影响水压传导;
线缆需避免被锋利物体划伤,布线时与强电线缆分开布设,必要时套防护管;
孔内回填材料需符合要求(如细砂、砾石),确保传感器与被测介质充分接触;
太阳能版安装时需选择光照充足的位置,建议正南向 40°~45° 水平倾角安装,提升充电效率。
四、适配与故障排查类
1. 渗压计数据异常可能是什么原因?如何处理?
透水石堵塞:表现为数据无响应或变化缓慢,需定期冲洗,或更换可拆卸滤层;
线缆破损进水:数据波动大或无输出,检查线缆接头和外皮,破损处需用防水胶带修复或更换线缆;
温度骤变:无温度补偿的型号易出现偏差,选择带温度补偿功能的产品,或在软件中进行温度修正;
供电不稳:有线款表现为数据跳变,检查电源电压(需在 DC9V~DC24V 范围内);无线款需查看电池电压(正常 2.7V~3.3V);
安装不当:传感器未与介质充分接触,需重新检查回填材料和安装位置。
2. 如何对渗压计进行现场校准或测试?
准备已知水深的水箱(如 5 米),将渗压计完全浸入水中,确保引压口与水体接触;
记录设备输出值,结合公式\(P=ρgh\) 计算理论水压值,对比两者误差;
若误差超出允许范围,通过配套软件修正系数,或联系厂家进行专业校准;
校准过程无需拆卸设备,可在安装现场快速完成,符合国标 GB/T 11828-2019 要求。
3. 渗压计能否与测斜仪、裂缝计等设备联动监测?
支持联动监测,但需根据信号类型适配:
数字式渗压计(RS485/Modbus 协议):可直接与测斜仪、裂缝计等设备通过同一总线连接,接入网关采集仪形成完整监测系统;
振弦式渗压计:需通过振弦采集仪将频率信号转换为 485 信号,再与其他设备联动;联动监测常用于滑坡预警、大坝安全监测等场景,可综合分析水压变化与结构位移、裂缝发展的关联关系,提升预警准确性。
4. 冻土地区或强电磁环境下,如何使用渗压计?
冻土地区:选择耐低温型号(工作温度 – 45℃~85℃),安装时用聚氨酯保温层包裹设备和线缆,采用硅胶密封接头防止结冰损坏;避免介质冻结,确保测量环境温度不低于 – 10℃;
强电磁环境(如电站周边):优先选择振弦式或光纤式渗压计,抗电磁干扰能力强;有线款需使用屏蔽线缆,布线时远离强电线缆,减少干扰影响。
五、常见问题类
1. 选购渗压计时,需重点关注哪些因素?
量程匹配:根据最大预期水头压力选择,预留 20% 余量(如最大水位 10 米,选 0~12 米量程),特殊场景可定制双向压力型号;
精度等级:地质灾害预警建议 ±0.1% FS 精度,科研项目需达 ±0.05% FS;
信号制式:强电磁环境选振弦式,长距离传输选数字式(RS485),无市电场景选无线式(LoRa/NB-IoT);
介质兼容性:酸碱土壤选 316L 不锈钢壳体,泥浆环境选陶瓷膜片型号;
环境耐受性:需满足项目工作温度、防水等级(IP68 及以上)要求;
生命周期成本:优先选择 10 年免维护、支持太阳能供电的型号,降低运维成本。
2. 渗压计的测量频率一般设置多少?
有线数字式:支持 1 次 / 秒的高频采集,满足基坑、隧道等动态监测需求;
振弦式:采集频率取决于采集仪配置,常规为分钟级,适合长期稳定监测;
无线式:受功耗限制,默认 1 次 / 小时,可根据需求调整为分钟级(需搭配太阳能供电),避免高频采集导致续航不足。
3. 渗压计的精度和分辨率有什么区别?
精度:指测量值与真实值的接近程度,反映测量误差的大小(如 ±0.1% FS 表示误差不超过量程的 0.1%),体现测量结果的可靠性;
分辨率:指设备能够识别的最小压力变化量(如008% FS),体现设备对微小水压变化的捕捉能力;两者是不同维度的参数,高精度设备通常具备高分辨率,但高分辨率不一定代表高精度,需结合实际需求选型。
4. 渗压计输出的温度数据是环境温度还是设备内部温度?
输出的是安装位置的环境温度,而非设备内部温度。内置温度传感器紧贴被测介质,实时监测安装点的温度变化,数据可用于修正温度对水压测量的影响,提升测量准确性,与外部温度计测量值误差通常不超过 0.1℃。


