静力水准自动化监测系统
静力水准仪自动化监测技术方案
静力水准仪自动化监测技术方案一、静力水准仪简介对结构健康影响最大的外力因素是重力，因此结构的竖向位移最能代表结构位置的变化。
竖向位移通常也简称沉降。
传统的人工测量耗时太多，监测周期长，只能反应变化的长期趋势。
难以反应快速变化的竖向位移。
而静力水准仪可用来在线自动测量沉降数据。
二、静力水准仪的原理及分类静力水准仪是依据“连通管”原理工作的：两端开口与大气相通的U型管注入液体后，液体在大气压力和重力的作用下，最终会保持在同一个水平面。
测量出测点液位的变化，即可得到测点的位置变化。
根据这个原理，市面上出现了液位式静力水准仪和压差式静力水准仪。
液位式水准仪是通过测量每个测点液位变化的高度来计算沉降的，而压差式静力水准仪是通过计算不同测点间的液体压力变化量再除以液体的密度和重力加速度得到沉降值。
液位式静力水准仪由于原理简单，液位变化直观，测量液位的技术简单成熟，因此种类繁多。
液位测量的方式有机械式、非机械式两种。
机械式的液位测量是在液位中放入浮球，液位变化时，浮球会随液位而变动，测量出浮球的位置变化，即可得到液位的变化。
常见的测量浮球位置变化是通过磁致伸缩原理来实现的。
非机械式的液位测量方式有超声波、电容，毫米波雷达、机器视觉、压差。
超声波、毫米波液位测量是利用超声波或电磁波遇到液体与气体的界面时会发生反射的原理，测量出超声波在液体中传播所用的时间，根据液体中声波的速度，求出液位的。
机器视觉是利用摄像装置，观察辅助激光光束在液面的光斑位置变化，求出液位变化的。
由于摄像装置的光学器件会收到水蒸气的遮蔽、侵蚀等影响，对视频数据的解算需要硬件和软件支持，结构复杂，体积较大、成本较高，目前极少有应用，因此本文不做展开介绍。
电容式液位测量原理是利用液位变化时，液体与上方的金属之间的电容会发生变化。
通过测量电容的变化，可求出液位的变化。
由于影响到电容的不仅是两极板之间的距离，液体上方的空气密度、温度、结构件几何尺寸都会影响到电容的变化，且测量的量程较小。
浅析静力水准自动化监测系统于工程监测中的运用
浅析静力水准自动化监测系统于工程监测中的运用作者：陈伟来源：《科技资讯》 2014年第20期陈伟(上海申元岩土工程有限公司上海 200040)摘要:对于大部分工程而言,在其施工过程之中,垂直位移是相当重要的监测项目。
由于异常垂直位移往往是工程事故的前兆,所以,对于某些重要建筑设施的垂直沉降测量须具有高精度、实时性的特性。
自动化监测系统由于其优越的特性必然将引入工程监测工作中,成为工程监测的有效手段。
本文介绍了静力水准自动化监测系统测量原理,通过工程监测中应用实例,充分体现了静力水准自动化监测系统的优越性,并且总结了其在工程中的运用经验。
关键词:静力水准自动化监测实时性系统中图分类号:TU196.1 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2014)07(b)-0057-01当前对于工程监测项目,人工采集数据的传统方法被普遍运用,但是其不仅监测范围小、工作量大、效率低,而且无法实现实时、在线监测,因此不能及时发现问题、消除隐患。
静力水准自动化监测系统作为一种精密的水准测量方法,具有精度高、自动化性能好等特点,完全可以弥补传统方法的漏洞,同时可以更好地运用于人工无法长时间作业的某些特殊环境,可以实现实时、在线监测,使得在工程进展过程中能够及时发现问题,消除隐患。
1 静力水准自动化监测系统测量原理静力水准系统在使用过程中,一系列的传感器容器使用通液管连接,其中注入一定量的液体,保证所有容器中的液体可以自由流动,利用连通液的原理,多支通过连通管连接在一起的储液罐的液面总是在同一水平面,即保持相同的高度,但是各个容器中的液体深度并不相同,这也就反映了各个容器所在的各个参考点的高度的不同。
当容器液位发生变化时即被传感器感应,通过测量不通储液罐的液面高度,经过计算可以得出各个静力水准仪的相对差异沉降。
在多点系统中,所有传感器的垂直位移均是相对于其中任意一点(基准点或参照点)的变化,该点的垂直位移应是相对稳定的或者是可用其它人工观测手段来确定,并在整个观测过程中对基准点高程进行修正,以便能精确计算静力水准系统各测点的沉降变化。
静力水准测量系统在地铁运营监测中应用
静力水准测量系统在地铁运营监测中的应用摘要：本文结合工程实例，介绍了使用静力水准测量系统进行地铁运营监测的方法，分析了重力异常、压力和温度对静力水准测量系统精度的影响，提出了解决方法，并进行了系统精度评定，得到结论，使用静力水准测量系统，具有精度高、自动化性能好等特点，是地铁运营监测的理想选择。
关键词：静力水准测量系统，地铁运营监测，自动化。
abstract:this paper has introduced the use of static level measurement system of detection of subway operation, by project instance。
analyzed the gravity anomaly 、 influence of pressure and temperature on accuracy of static level measurement system ,and came up with an answer. conducted a systematic assessment of accuracy,and the result shows that thestatic level measurement systemis the best choice for detection of subway operation in the terms of high precision 、good property of automated performance.key words:static level measurement system/detection of subway operation/automation/概述21世纪是地下工程的世纪，随着国民经济的飞速发展和城市化进程的加速，地铁在各大城市交通中所占的比重将越来越大。
浅谈静力水准仪及自动化变形监测
浅谈静力水准仪及自动化变形监测力水准仪（连通液位沉降计）是测量两点间或多点间相对高程变化的高精密液位测量仪器，通常由液缸、浮筒、精密液位计、保护罩、支撑架等部件组成。
静力水准仪一般安装在被测物体等高的测墩上或被测物体墙壁等高线上，通常采用一体化模块化自动测量单元采集数据，通过有线或无线通讯与计算机连接，从而实现自动化观测。
目前广泛应用于运营铁路沉降监测、地铁隧道沉降监测、基坑、大坝、桥梁与房屋的沉降监测等领域。
原理静力水准仪利用连通液的原理，多个静力水准仪用通液管联接，液面总是在同一水平面，通过测量不同储液罐的液面高度与静力水准仪的基准点进行对比，得出各个静力水准仪的相对差异沉降量。
基准点的垂直位移是相对恒定的或者是可用其它方式准确确定，以便能精确计算出静力水准仪系统各测点的沉降变化量。
静力水准测量具有测量精度高（通常可达亚毫米级）、自动化监测、性能稳定，实时传输等优点。
自动化监测应用静力水准自动化监测系统通常包含多个静力水准仪、安装支架、液体联通管、数据采集系统、通讯系统、后台管理软件等组成，软件可根据观测两生成相应的变化曲线，并根据工程设计值进行报警。
房屋基础沉降监测：如CCTV新大楼基础沉降采用振弦式静力水准仪进行观测，做此类观测时，仪器安装位置应充分考虑建筑物不同部位结构承重的差异性，并做好联通管等设备的保护。
在地铁监测中的应用：静力水准测量是地铁隧道结构自动化垂直位移测量的重要手段，目前已广泛应用，和在房屋监测中应用不同，由于列车运营时对静力水准仪仪器本身及基准点有不可忽视的影响，因此，地铁夜间停运阶段静力水准的测量的精度明显高于运营期的精度。
监测点数量应能全面反映监测区域变化情况，基准点应布设在影响区域外稳定位置。
桥梁、高架等监测：采集首期基准数据的过程中最好是能暂时封锁车辆流通，这样监测得到的基准数据会更加有参考价值。
并做好数据采集系统、电源等设施发生故障的应急措施。
(完整word版)静力水准自动化监测系统
静力水准自动化监测系统垂直位移量是直接反应工程结构物及其基础的是否稳定的关键指标，垂直位移是大部分工程安全监控的重要内容。
在工程测量中,液体静力水准测量是一种精密的水准测量方法，静力水准仪是用于测量多点相对沉降的系统。
在使用中，一系列的传感器容器均采用液管联接,每一容器的液位由一精密振弦式力传感器测出，该传感器内有一个自由悬重，一旦液位发生变化，悬重的悬浮力即被传感器感应，精确测出小至0.025mm的垂直变化。
在多点系统中，所有传感器的垂直位移均是相对于其中的一点,该点的垂直位移是相对恒定的或者可用其它人工观测手段准确确定。
静力水准测量具有以下优点:（1）采用电感调频原理设计制造,具有高灵敏度、高精度、高稳定性、温度影响小的优点,适用于长期观测。
(2）静力水准仪内置存贮芯片，具有智能记忆功能，出厂时已将传感器型号、编号、标定系数等参数永久存贮在传感器内,并可保存600次您所需要的测量结果,如测量时间、测点温度(温度型）、绝对位移值、相对位移值、零点值等。
(3）静力水准仪是有多个精密液位计组成,通过连通管将所有液位计的液面连通，测量各液位计相对基点的垂直向变形情况。
内置智能检测电路，由485总线直接输出数字测值,可远距离传输，不失真，适应长时间观测和自动化测量。
（4)测试时间短,数据同时性佳,测量结果受人员影响很小。
静力水准自动监测系统的工作原理该系统主要有测量、数据发射和数据采集及分析三个部分组成.通过连通器的原理得出基准点及各监测点上静力水准仪的压力值，集成后通过光钎、gprs或无线电台发射出去，在能够接收的范围内通过数据采集装置采集测得的压力值,之后通过数据处理及分析软件得出监测点相对基准点的沉降变化量及变化速率，之后绘出累计变沉降量—时间曲线和变化速率-时间曲线,进而分析建筑物的变化情况.点位布置：静力水准仪的现场安装要求：(1)根据测点布置要求选定测试点及基准点,安装在测点柱距底板面300mm～500mm位置处，选用点作为基准点,安装时需在墙柱混凝土表面钻孔打锚栓或在钢结构表面焊接固定支架,然后在支架上安装底座和仪器,再在仪器外部装保护罩。
浅谈静力水准测量系统在地铁运营中的监测
浅谈静力水准测量系统在地铁运营中的监测摘要：本文介绍了静力水准测量系统的工作原理及其特点，结合其在天津市地铁一号线上的应用分析，说明了该套系统的优越性及其广阔的前景。
关键词：静力水准测量系统；地铁；监测Abstract：This paper introduces theworking principles and characteristics of static level measurement system, and combining with the its application in Tianjin subwayⅠline declares its superiority and broad prospects。
Key words：static level measurement system；subway；monitoring引言地铁是维持现代化大都市正常、快速、高效运转的保证，是人们出行的主要交通工具之一。
近年来，随着城市的快速发展，在建的及正在运营的轨道交通工程也越来越多。
而地铁隧道的开通，又大大促进了地铁沿线的开发发展，地铁周围的商业及基础设施建设越来越多。
这些建筑在施工中给运营中的地铁隧道造成变形，严重时可能会危及地铁结构。
影响地铁运营。
在地铁沿线上部施工时，加强地铁结构的监测，保证地铁运营安全显得十分必要。
静力水准系统以其优越的高精度，高效率，全天候，自动化等优势在地铁运营监测中应用广泛。
1静力水准系统的工作原理该系统主要有测量、数据发射和数据采集及分析三个部分组成。
通过连通器的原理得出基准点及各监测点上静力水准仪的压力值，集成后通过GPRS或无线电台发射出去，在能够接收的范围内通过数据采集装置采集测得的压力值，之后通过数据处理及分析软件得出监测点相对基准点的沉降变化量及变化速率，之后绘出累计变沉降量-时间曲线和变化速率-时间曲线，进而分析地铁隧道各部分的变化情况。
该测量系统流程图如图1。
静力水准仪在地铁、隧道、桥梁中的应用
静力水准自动化监测整体结构图：
3
静力水准仪自动化监测在地铁中的应用：
静力水准仪的结构： 由下图所示，电容式静力水准仪由主体容器、连通管、电容传感器等部分组 成。当仪器主体安装墩发生高程变化时，主体容器相对于位置产生液面变化 ，引起装有中间极的浮子与固定在容器顶的一组电容极板间的相对位置发生 变化，通过测量装置测出电容比的变化即可计算得测点的相对沉陷。
（5） ：将（4）式化入（3）式得
（6）
10
即只要用电容传感器测得任意时刻各测点容器内液面相对于该点安装 高程的距离 （含 及首次的 ），则可求得该时刻各点相对于基准点1的相对高程差。
如把任意点
做为相对基准点，将f测次做为参考测次，则按（5）式同样可求出任
意测点相对g测点（以f测次为基准值）的相对高程差 ：
在这里之所以使用平均液位来推算液体损失，主要是因为连通管中的水量没法准确得出， 而液体损失后，其连通管也补充了新的液体。这样一来，如果两个时间点上测得的各容器内的 液位的平均值不相等，则相差部分就是被蒸发的液体了。具体做法如下：
取得第1次的初始液位。经过一段时间后，再取1次各静力水准仪的液位，有其平均液位发 生了变化的情况。通过两次取值的平均值相减得平均每个容器被蒸发掉的液量。设平均每个容 器被蒸发掉的液量为 计算公式如下：
静力水准仪自动化监测
销售经理：肖经理
1
系统组成
该仪器依据连通管原理的方法，用电容传感器，测量每个测点容器内液面的 相对变化，再通过计算求得各点相对于基点的相对沉陷量。 见下图，各静力水准仪安装后，将各静力水准仪导线联接至数据箱，能过无 线传输或网线直接联接至电脑（可多台电脑同时查看），随时输出测量指令 或设定定时测量指令，静力水准仪自动测量容器内的水位变化情况，通过一 定的公式，解算为水位的升降量，从而形成报表。
红石大坝静力水准系统技术改造讨论
红石大坝静力水准系统技术改造讨论发布时间：2022-03-16T08:51:54.405Z 来源：《当代电力文化》2021年31期作者：李海峰[导读] 本文对此过程中发现的问题和解决方法进行了论述。
李海峰松花江水力发电有限公司吉林白山发电厂吉林吉林 132001摘要：静力水准监测自动化，是一种精密的水准测量方法，是水电站变形观测的重要手段，红石大坝原有静力水准系统运行十年过程中发现很多问题，需要进行整体技术升级和改造。
本文对此过程中发现的问题和解决方法进行了论述。
关键词：静力水准；升级。
1、红石电厂大坝安全监测系统现状红石电厂大坝安全监测项目包括人工监测和自动化监测，本次改造只考虑自动化监测项目，人工监测项目维持现状。
目前大坝安全监测项目主要有：变形监测包括垂直位移、水平位移、倾斜和接缝变形；渗流监测包括坝基扬压力和渗流量监测；环境量监测包括库水位、气温和库水温度监测。
2011年监测系统改造后，改用新的自动化系统，坝内共设17台数据采集装置（DAU）。
接入自动化系统的仪器有静力水准仪87台。
监测自动化系统建成初期稳定性较好，可随着时间的推移系统故障率和可靠性低，数据缺失率高，对测值长期稳定性有影响，以致监测数据成果基本不可信，资料分析主要以人工监测数据为主。
2、静力水准包括垂直测点71个、倾斜测点16个，共计安装87台RJ型电容感应式静力水准仪。
目前设备老化，故障增加，可靠性、稳定性降低，管路存在老化等问题。
静力水准系统8台仪器失效；绝缘度不合格的有80台，占比95%；对68台静力水准仪进行数据缺失率考核，考核期内缺失率偏高，有55个测点（占比81%）的数据缺失率在3%以上，不符合DL/T5272-2012规范要求；#4～#17坝段基础主廊道共计22个测点，变化趋势与人工测值差异较大，变化规律异常，测值不可信；对全部34条管路（包括坝顶4条失效的倾斜路线）检测后，共有18条管路（包括失效测点和管路不通线路）的比测限差不合格，占比53%。
静力水准自动化监测系统在工程测量中应用
静力水平自动化监测系统在工程丈量中应用【纲要】跟着社会的发展，对重要建筑物的工程丈量须拥有高精度、及时性的特性，自动化监测系统必定引入工程丈量工作中，成为工程丈量的有力手段。
液体静力水平丈量是一种精细的水平丈量方法，对高差的观察精度可达到20μ m 甚至更高。
本文介绍了静力水平系统丈量原理，经过工程丈量中应用实例，充足表现了静力水平自动化监测系统的优胜性，同时总结了静力水平工程中运用的经验。
【重点词】静力水平 ;工作原理;及时性;自动化;决议论；对策论一、系统工程简介系统工程的主要任务是依据整体协调的需要，把自然科学和社会科学中的基础思想、理论、策略和方法等从横的方面联系起来，应用现代数学和电子计算机等工具，对系统的构成因素、组织构造、信息互换和自动控制等功能进行剖析研究，借以达到最优化设计，最优控制和最优管理的目标。
系统工程大概可分为系统开发、系统制造和系统运用等 3 个阶段，而每一个阶段又可分为若干小的阶段或步骤。
系统工程的基该方法是：系统剖析、系统设计与系统的综合评论（性能、花费和时间等）。
系统工程的应用日益宽泛，至20世纪70年月已发展成很多分支，如经营管理系统工程、后勤系统工程、行政系统工程、科研系统工程、环境系统工程、军事系统工程等。
用定量和定性相联合的系统思想和方法办理大型复杂系统的问题，不论是系统的设计或组织成立，仍是系统的经营管理，都能够一致的当作是一类工程实践，统称为系统工程。
系统工程在系统科学构造系统中，属于工程技术类，它是一门新兴的学科，国内外有一些学者对系统工程的含义有过许多论述，但到现在仍无一致的定义。
1978 年我国有名学者钱学森指出 :" 系统工程是组织管理系统的规划、研究、设计、制造、试验和使用的科学方法，是一种对所有系统都拥有广泛意义的方法 " 。
1977 年日本学者三浦武雄指出 :" 系统工程与其余工程学不一样之点在于它是超越很多学科的科学，并且是填充这些学科界限空白的一种边沿学科。
静力水准自动化监测系统在变形观测中的应用
准系统具有精度高、 自动化性能好 、 时测量功能等特点 。 实
位移变化情况。从 图 ４中可以看 出， 地下通道结构受 到施 工影响 十分明显 ， 盾构机每推进 １ ， 环 地下通道结构出现 １ 个上升和下降
周 期 。显示 了静 力 水 准 自动 化监 测 系统 的实 时 监 控 优 越 性 ， 免 避
一
行修正 ， 系统采集频率为 １ ｋ ｌ ｉ。 ／ｏｍｎ ｔ
１ ２ 监 测成果分 析 ．
图 ３为监测点沉降监测断面位移 曲线 。由图 ３可以看出 ， 盾 构 推 进 到 ３８环 （ 离 监 测 断 面 １ ５ 距 ７环 ） ， 测 断 面 没 有 明 显 沉 时 监 降； 盾构推进到 ３７环 （ ６ 距离监测断面 １ ， １５ 时 ， ２环 约 ．Ｄ） 盾构上 ｚ 方监测点 Ｊ ， ２Ｊ ３开始隆起 ；７ 环 （ ３ １ 距离 监测断 面 ４环 ， ０ ６ ） 约 ．Ｄ
目 １．０ ２０
８０ ．０
图 １ 外 滩 通 道盾 构 隧 道 与南京东路人行地道相对位置关系
警４ｏ ． ｏ
０ｏ ．ｏ
一
１ １ 静 力水准监测 系统的布 设 ．
为 了监 控 盾 构 推进 对 地 下 通 道 结 构 的影 响 ， 外 滩 通 道 盾 构 为
４０ ．０
测 点 号
施工姿态控制和同步注浆参数优化提供依据 ， 我司对南京路 地下 人行通道 的垂直位移 实施 了实时监控 。南京 东路地下 人行 通道
结构 主体由两个主箱体组成 ， 主箱体与两端 出入 口结构形成 ３ 个施
工缝 ， 测点 设 置 于 施 工 缝 两 侧 ， 计 ６个 测 点 ， 点 编 号 为 Ｊ 监 共 测 ｏ～ Ｊ， 体 测点 布 置见 图 ２ ０点 为基 准 点 ， 高 程 采 用 光 学 水 准进 ５具 。Ｊ 其
静力水准系统方案
静力水准沉降监测系统上海华测创时测控科技有限公司技术部1 静力水准系统 (2)1.1系统的结构 (2)1.2系统的工作原理 (2)2 静力水准仪 (4)2.1背景技术 (4)2.2静力水准仪结构 (4)2.3静力水准仪特点 (5)2.4静力水准仪传感器 (5)2.5传感器的结构和工作原理 (5)2.6静力水准仪的读数与计算 (6)2.6.1读数 (6)2.6.2计算 (6)2.6.3说明 (6)2.7静力水准仪的数据传输 (7)2.7.1数据传输注意事项 (7)2.7.2数据传输电缆 (7)2.7.3数据传输接线方法 (7)2.8静力水准仪的安装 (7)2.8.1测墩安装 (8)2.8.2墙壁安装 (8)2.8.3安装地板和安装架的固定 (9)2.8.4贮液容器的安装 (9)2.8.5连接通液管 (9)2.8.6系统充液 (9)2.8.7安装传感器 (10)2.8.8安装通气管 (10)3系统软件简介 (10)1静力水准系统静力水准系统是测量两点间或多点间相对高程变化的精密仪器。
主要用于大坝、核电站、高层建筑、矿山、滑坡、桥梁等垂直位移和倾斜的监测。
静力水准系统一般安装在被测物体等高的测墩上或被测物体墙壁等高线上，通常采用HC-C800一体化模块化自动测量单元采集数据，通过有线或无线通讯与计算机连接，从而实现自动化观测。
1.1系统的结构静力水准系统的结构由静力水准仪及安装架、液体连通管及固定配件、通气连通管及固定配件、干燥管、液体等组成。
安装方式分为测墩式安装和墙壁式安装两种方式，视现场条件和设计要求选定，如图示1。
●静力水准系统结构示意图示1(模型)1.2系统的工作原理静力水准系统又称连通管水准仪，系统至少由两个观测点组成，每个观测点安装一套静力水准仪。
静力水准仪的贮液容器相互用通液管完全连通，贮液容器内注入液体，当液体液面完全静止后系统中所有连通容器内的液面应同在一个大地水准面上▽O，此时每一容器的液位由传感器测出，即初始液位值分别为：H10、H20、H30、H40、·····H i0，如图示2。
三门峡大坝静力水准自动化量测系统
1996 年 12 月 大 坝 观 测 与 土 工 测 试 第 20 卷 第 6 期 27
H
3
测点的垂直位移变化过程线 ( 见图 3 ) 和溢
4
流坝 、 坝段 H 11、 H 12 测点相对于基准点 H 的沉降变化过程线 ( 见图 4) 。
步结论: 1) 2 号、 10 号测点的年温度变化趋势一致; 2) 各测点的垂直位移最大变幅为115 mm ; 3) 各测点相对于某基准点 ( 如取 4 号测 点) 的相对垂直位移值的最大变幅小于 2 mm ; 4) 各测点垂直位移与温度的相关系数为 011 mm ℃, 而相对垂直位移与温度的相关系 数为 0104 mm ℃。 ( 2) 通过对观测数据的定性分析, 有以下 几点体会: 1) 观测数据完整, 各测点测值连续性较好, 此监测系统具有长期工作的可靠性。 2) 各观测值过程线变化规律清晰, 曲线光 滑, 很好地反映了三门峡大坝的运行规律。 3) 相邻坝段测点的测值变化幅度及规律相 近, 表明整个系统诸测点的工作是稳定的。 4) 坝体变形主要受温度因子的影响, 这是 由于三门峡大坝长期处于低水位运行的缘故, 这与经验上的认识相符合, 表明整个系统的观 测值是合理的。
0 5 10 15 0 5 10 15 0 5 10 15
在灵敏度调试及线性度测试的基础上, 在 系统正常稳定工作的条件下, 采用 10 mm 标准 块 规, 对每个测点反复多次制造 0、 10、 0、
10 mm 、 ……纵向位移, 测量相应的输出电压
5
0 5 10 15
6
0 5 10 15
值, 计算出灵敏度。
纵向位移
(H = 10) - 39210 - 45018 - 19919 7612 - 17716 - 16119 - 17913 - 46817 - 50817 - 43415 - 47516 - 14612
基于自动化控制的静力水准仪的安装与应用
基于自动化控制的静力水准仪的安装与应用文章介绍了静力水准仪的基本原理，通过阐述BJG-50型静力水准仪在安全监测自动化系统工程中的安装、调试过程和应注意的问题，分析了影响静力水准仪测量精度的主要原因及解决方法，总结了静力水准仪安装、调试、运行、维护中的经验和注意事项。
BJG-50型静力水准仪采用FWC2000安全监测系统，实现自动采集、分析数据，生成图表，大大提高了安全监测的效率和准确性。
【关键词】静力水准仪安装应用安全监测1 前言随着社会的发展，重要建筑结构物对监测的精度、实时性的要求越来越高，自动化监测设备已大量引入监测工作，成为监测的有力手段。
静力水准仪是测量两点间或多点间相对高程变化的一种精密仪器，属于建筑工程沉降位移监测设备，它以很高的测量精度，在测量领域获得了广泛的应用。
尤其在大型精密工程、大型科学科研工程测量中发挥着重要的作用。
2 BJG-50型静力水准仪的作用BJG-50型静力水准仪利用通液管相连的容器中，液面最终保持自然水平的原理，通过仪器中浮子跟踪液位变化，来测量和监测参考点彼此之间的垂直高度的差异和变化量。
系统至少由两个观测点组成，每个观测点安装一套静力水准仪。
主要用于水电站大坝、深基坑、高速公路、桥梁、堤防、油气输送管道等垂直位移和倾斜的监测。
BJG-50型静力水准仪采用智能化CCD传感器测量，具有很高的分辨率和测量精度，真正实现了光电一体化的非接触式测量，并且无电学漂移，稳定性好，可连续记录沉降过程，实现了实时监测和远程监控，提高了监测的效率和准确性。
它的浮子与缸体之间采用独特的导轨、导槽限位设计，保证浮子真实、精准地传递连通液面的垂直位移变化。
液缸采用全不锈钢制造，不易生锈，满足建筑物长期稳定监测需要，并配备人工观测尺，可人工读取缸体液位，作为自动化测值的参考或数据备份。
3 静力水准系统在安全监测自动化系统工程中的安装调试过程和注意事项（1）测墩安装时注意每个测墩高程一致，各仪器墩面高程用水准仪或其他方式找平，允许高差±5mm，制作完成后用水平尺找平平面，墩子高度根据实际需要确定。
静力水准自动化变形监测系统在穿越既有地铁隧道中的应用
静力水准自动化变形监测系统在穿越既有地铁隧道中的应用发布时间：2021-06-24T15:56:56.077Z 来源：《建筑实践》2021年2月第5期作者：郭立波，梅晓伟，魏强，马国峥[导读] 随着现代科技的进步，逐步推广远程静力水准自动化变形监测系统在地下空间工程中的应用郭立波，梅晓伟，魏强，马国峥北京市建设工程质量第三检测所有限责任公司北京市 100000摘要：随着现代科技的进步，逐步推广远程静力水准自动化变形监测系统在地下空间工程中的应用，弥补了由于存在许多限制因素，限制人工监控量测领域不能完全实现实时采集的高效性。
为满足需求多样化特点，远程静力水准自动化监测采集应用优势突显的尤为重要。
本文介绍了静力水准自动化采集监测系统的安装和工作原理，以北京新建地铁16号线穿越既有地铁4号线的位置关系为例，该工程属于下穿形式。
穿越既有线工程所处环境较为复杂，工程风险因素较高，采用了高效的远程静力水准自动化监测系统，及时采集和传输可靠的监测数据信息反馈给各方，很好地完成了该工程结构及周边环境的监测任务，用以评定工程施工过程中对既有地铁结构变形的影响程度，为工程安全推进提供了有力的数据支持，对今后的穿越既有地铁工程自动化监测积累经验。
关键词：静力水准自动化监测系统变形穿越既有地铁绪论目前，中国城镇化率不断提高，人口向城市流动造成城市人口骤增，交通出行压力持续增加。
城市对地铁的需求不断提高，地下空间不断开发利用，城市轨道交通线路呈网状分布，实现地下空间的统一规划。
在这样一种建设模式下，轨道交通在公共交通运输方式中效率最高，是解决城市出行问题的最佳方式之一。
近几年自动化监测设备、系统逐步进入监测工作，成为有效的监测手段[1]。
远程静力水准自动化变形监测系统在穿越既有地铁隧道中得到广泛应用。
提升了实时性，保证了新建工程穿越既有地铁影响范围内的安全。
一、工程概况1.1新建16号线国家图书馆站~二里沟区间工程概况新建16号线国家图书馆站～二里沟站区间起始于国家图书馆站，线路向东而后转向南穿既有地铁4号线区间，沿三里河路向南，侧穿西苑饭店及其门前过街通道后至二里沟站，因施工线路周边环境，国二区间反向施工由南开始向北国家图书馆站方向暗挖施工。
静力水准自动化组成
静力水准自动化组成静力水准自动化是一种测量地面高程的方法，它利用水准仪测量地面上不同点的高程差，从而绘制出高程图。
随着科技的进步和自动化技术的应用，传统的手动测量方法逐渐被自动化的静力水准取而代之。
静力水准自动化组成包括以下几个方面：1. 静力水准仪：静力水准仪是静力水准自动化的核心设备，它可以精确测量地面上不同点的高程差。
传统的静力水准仪是由一根水平放置的望远镜和一个垂直放置的水平仪组成，测量员需要通过观察水平仪上的气泡来确定仪器是否水平。
而自动化的静力水准仪则配备了自动水平补偿功能，可以自动调整仪器的水平，减少人为误差。
2. 定位系统：为了确定测量点的具体位置，静力水准自动化组成中通常配备了全球定位系统（GPS）或其他定位技术。
通过将测量点的坐标与高程数据相结合，可以绘制出高程图。
3. 数据记录与处理系统：静力水准测量产生大量的数据，为了方便数据的记录和处理，静力水准自动化组成中需要配备数据记录与处理系统。
这个系统可以将测量得到的数据实时记录下来，并进行数据处理和分析，生成高程图和其他相关的测量结果。
4. 控制系统：静力水准自动化组成中的控制系统用于控制仪器的运行和参数的设定。
通过控制系统，测量员可以设定测量的起始点和终止点，以及其他测量参数，实现自动化的测量过程。
静力水准自动化组成的应用可以极大地提高测量效率和准确性。
相比传统的手动测量方法，静力水准自动化可以实现实时数据记录和处理，减少人为误差，提高测量精度。
同时，静力水准自动化也可以减少工作人员的劳动强度，提高工作效率。
静力水准自动化在土地测量、建筑工程、道路设计等领域具有广泛的应用前景。
通过精确测量地面高程，可以为土地规划和工程设计提供可靠的高程数据，为工程施工和土地利用提供科学依据。
此外，静力水准自动化还可以用于地质灾害的监测和预警，提高对地质灾害的防范和应对能力。
静力水准自动化组成是一种先进的测量方法，可以实现高效、准确的地面高程测量。
静力水准自动化监测系统在工程测量中应用
戴加东等 ： 静力水准 自动化监测系统在工程测量 中应用
１５ ０
Ｊ， ５ 具体 测点布置见 如图 ２ ０点 为基准 点 ， 。Ｊ 其高 程采 用光学水准进行修 正 ， 系统 采集频率 １￣／ ０ ｉ。 １ｍ ｎ ７
图 ５为 ２ ０ ０ ９年 ６月 １ ７日０ ：０至 ２ ：０间盾构 ０３ ３３
２ １ 静力水准监测系统的布设 ． 为了监控盾构推进 对地 下通 道结 构 的影 响 ， 为外 滩通 道盾构 施工 姿 态控 制 和 同步 注浆参 数 优 化提 供
中第 ｉ 只测 点在初 始 时刻水 准仪容器 液面高 度 ；ｉ ｈ 表 ，
示静力水准系统 中第 ｉ 只测点 在测试时刻水 准仪容器 液面高度 ； 表示静 力水 准 系统 中基准 测点在初 始 时 刻水准仪容器 液面高度 ； ＾ 表示静力水准 系统 中基准 测点在 测试时刻水准仪容器 液面高度。
引入工 程测 量工作 中 ， 成为工程测量 的有力手段 。液体静力水 准测量是 一种精 密的水准测 量方法 ， 对高 差的观 测 精 度可达到 ２ ｐ ０． ｍ甚至更高 。本文介绍 了静力水准系统测 量原 理 ， 通过工程测 量 中应 用实 例 ， 充分 体现 了静 力水
准 自动化监测系统 的优越性 ， 同时总结 了静力水准工程 中运 用的经验。
【 关键词 】 静力水 准 ； 工作原理 ； 实时性 ； 自动化 【 中图分 类号 】 Ｔ ４３ Ｕ ３ 【 文献标识码 】 Ｂ 【 文章编 号】 １０ — ８４ ２１ ）８ ００ — ２ ０１ ６６ （０ １Ｏ — １４ ０ ２ 工 程 实 例
垂直位移 量 是直 接 反 应工 程结 构物 及其 基 础 的 是否稳定 的关键指标 ， 直位移 是大部分 工程 安全监 垂
一种激光静力水准自动化监测系统及监测方法[发明专利]
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(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 202011291189.6(22)申请日 2020.11.18(71)申请人 上海市建筑科学研究院有限公司地址 200032 上海市徐汇区宛平南路75号一楼(72)发明人 黄帆 姚远 张宏伟 (74)专利代理机构 上海三方专利事务所(普通合伙) 31127代理人 吴玮(51)Int.Cl.G01C 5/04(2006.01)(54)发明名称一种激光静力水准自动化监测系统及监测方法(57)摘要本发明涉及点状激光的发射装置、接收及采集装置、分析及解析处理程序领域，具体来说是一种激光静力水准自动化监测系统及监测方法，监测装置包括激光发射装置、信号接收装置和数据处理装置，所述激光发射装置包括独立激光发射器和位移平衡调节器，所述独立激光发射器安装在所述位移平衡调节器上，所述位移平衡调节器可以自动对调整独立激光发射器的发射角度，且所述数据处理装置能更好的分辨所述激光发射器发射的激光中心，能够实现自动实时测量的要求，受到外界环境因素影响较小，所测量的数据更加准确、可靠，克服了传统静力水准仪管路内部的液体因平衡而不能实时测量的缺点。
权利要求书2页 说明书4页 附图3页CN 112240761 A 2021.01.19C N 112240761A1.一种激光静力水准自动化监测系统，包括激光发射装置、信号接收装置和数据处理装置，其特征在于，所述激光发射装置包括独立激光发射器和位移平衡调节器，所述独立激光发射器安装在所述位移平衡调节器上，所述位移平衡调节器包括水平调节盘、竖向调节螺丝和铅锤控制器，所述水平调节盘上设有滑槽，用于使所述独立激光发射器左右旋转以调节水平位置，所述竖向调节螺丝分别与所述独立激光发射器和所述水平调节盘连接，所述竖向调节螺丝包括两个调高螺丝，通过调节两个调高螺丝之间的高差以控制独立激光发射器的竖向发射角度，所述铅锤控制器安装在水平调节盘上，用于根据外部环境对激光发射装置的影响，自动平衡独立激光发射器。
李家峡水电站静力水准自动化监测系统技术改造及运行评价
李家峡水电站静力水准自动化监测系统技术改造及运行评价张治;邢永红
【期刊名称】《青海水力发电》
【年(卷),期】2014(000)001
【摘要】李家峡水电站静力水准自动化监测系统自2004年投运以来,由于系统的长期运行,导致系统存在较多问题,如测点测值趋势性变化、采集系统故障频繁、管路连通性及测值准确性较差等.垂直位移和倾斜监测作为监测坝体必不可少的监测项目,必须保证监测数据的连续性、可靠性和完整性,因此在2011年对系统进行了技术改造.技改后的系统自安装调试以来,性能稳定,测值可靠,对于李家峡水电站坝体的安全稳定运行起到了重要的作用.
【总页数】4页(P49-52)
【作者】张治;邢永红
【作者单位】青海黄河水电公司大坝管理中心青海西宁 810016;青海黄河水电公司大坝管理中心青海西宁 810016
【正文语种】中文
【相关文献】
1.电容式静力水准仪在李家峡水电站垂直位移观测中的应用 [J], 职彦青;高世宇
2.李家峡水电站大坝安全自动化监测系统电源及网络线路改造调试 [J], 尹博
3.静力水准自动化监测系统在高拱坝运行监测应用 [J], 王明洁;徐金顺;李健
4.静力水准自动化监测系统在丰满水电站(重建)工程中的应用分析 [J], 孙林;南大
伟;向兴文;孟凡胜
5.静力水准仪自动化监测系统在既有线施工中的应用 [J], 陈成刚
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北京地面沉降Js型静力水准自动化监测系统量程调整及修正值添加方法
北京地面沉降Js型静力水准自动化监测系统量程调整及修正值添加方法罗勇;贾三满;赵波;周毅【摘要】本文介绍了Js型静力水准自动化监测系统构成.在多年监测的基础上,对该系统在地面沉降监测中量程的调节量、调节方向和调节方法进行了总结,对量程调节后的修正值添加原理、时机选择和方法进行了探讨.【期刊名称】《城市地质》【年(卷),期】2010(005)004【总页数】4页(P36-39)【关键词】JS型静力水准自动化监测系统;量程调节;修正值添加【作者】罗勇;贾三满;赵波;周毅【作者单位】北京市水文地质工程地质大队,北京,100195;北京市地质矿产勘查开发局,北京,100195;北京市地质矿产勘查开发局,北京,100195;北京市水文地质工程地质大队,北京,100195【正文语种】中文【中图分类】TP272在国内外的地面沉降监测中，分层标监测大多作为一种重要方法。
JS型静力水准自动化监测系统的广泛采用，使分层标监测变得简便、精确可靠。
JS型静力水准自动化监测系统应用在相同环境条件下，连通容器内液体液面保持同一水平面的连通管原理，多个测点连通，由Js型静力水准仪检测各个测点容器中的液位变化和各个测点的垂直位移变化。
这种测量方法，在北京市多个地面沉降监测站分层标基岩标监测中使用，取得了非常好的监测效果。
北京地面沉降Js型静力水准自动化监测系统由测点、测量控制单元（MCU）、功控机（监测软件，自动化监测系统服务器端软件）、通讯控制软件和数据处理软件构成。
监测软件和通讯控制软件之间采用INTERNET联结，以保证监测人员随时随地读取和下载监测数据。
每台静力水准仪为一个测点，均配有一个独立的编码地址，MCU依靠编码地址对各台静力水准仪进行识别。
系统采用了工业控制测量中广泛应用的主从分布式结构，由一台测量控制单元(MCU)在现场对各测点进行测量、存储观测数据，功控机中监测软件从MCU获得监测数据，生成文本格式存储在功控机硬盘上，通讯控制软件通过INTERNET在任何一个有网络的地方从功控机中读取监测数据（密码保护），然后将数据导入数据处理软件，进行计算和分析。
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静力水准自动化监测系统
垂直位移量是直接反应工程结构物及其基础的是否稳定的关键指标，垂直位移是大部分工程安全监控的重要内容。
在工程测量中，液体静力水准测量是一种精密的水准测量方法，静力水准仪是用于测量多点相对沉降的系统。
在使用中，一系列的传感器容器均采用液管联接，每一容器的液位由一精密振弦式力传感器测出，该传感器内有一个自由悬重，一旦液位发生变化，悬重的悬浮力即被传感器感应，精确测出小至0.025mm的垂直变化。
在多点系统中，所有传感器的垂直位移均是相对于其中的一点，该点的垂直位移是相对恒定的或者可用其它人工观测手段准确确定。
静力水准测量具有以下优点：
(1) 采用电感调频原理设计制造，具有高灵敏度、高精度、高稳定性、温度影响小的优点，适用于长期观测。
(2) 静力水准仪内置存贮芯片，具有智能记忆功能，出厂时已将传感器型号、编号、标定系数等参数永久存贮在传感器内，并可保存600次您所需要的测量结果，如测量时间、测点温度（温度型）、绝对位移值、相对位移值、零点值等。
(3) 静力水准仪是有多个精密液位计组成，通过连通管将所有液位计的液面连通，测量各液位计相对基点的垂直向变形情况。
内置智能检测电路，由485总线直接输出数字测值，可远距离传输，不失真，适应长时间观测和自动化测量。
(4)测试时间短，数据同时性佳，测量结果受人员影响很小。
静力水准自动监测系统的工作原理
该系统主要有测量、数据发射和数据采集及分析三个部分组成。
通过连通器的原理得出基准点及各监测点上静力水准仪的压力值，集成后通过光钎、gprs或无线电台发射出去，在能够接收的范围内通过数据采集装置采集测得的压力值，之后通过数据处理及分析软件得出监测点相对基准点的沉降变化量及变化速率，之后绘出累计变沉降量-时间曲线和变化速率-时间曲线，进而分析建筑物的变化情况。
点位布置：
静力水准仪的现场安装要求：
(1)根据测点布置要求选定测试点及基准点，安装在测点柱距底板面
300mm~500mm位置处，选用点作为基准点，安装时需在墙柱混凝土表面钻孔打锚栓或在钢结构表面焊接固定支架，然后在支架上安装底座和仪器，再在仪器外部装保护罩。
(2)将连通管沿各测试点布好。
(3)将各液位计固定至相应测试点及基准点，并调整各液位计的相对高度（最好是在同一水平线上）。
(4)通过连通管将所有液计连通。
(5)任取一个液位计作为输液口，通过液位计上的排气孔向液位计内灌入测试液。
（注意：只能取一个输液口，否则连通管内的空气无法排尽。
）各液位计的浮标至全量程的中间值时即可。
(6)连接好各液位计的电源线及485总线数据线（连线方法见上节“连接仪表”）并护套好。
(7)记录并保存好各测试点及基准点液位计的电子编号。
(8)连接好相应检测仪表并校零、保存。
(9)在上述各步检测、调试无误后，锁好各测试点的密封箱，即可长期运行监测。
静力水准仪安装图
主要安装附件
静力水准仪安装底座
数据采集：安装完成后，静力水准仪设置为每天自动采集1次。
数据分析
数据采集结束后，通过专业分析软件对采集的数据进行整理、分析，生成本期各点沉降量变化曲线图及累计历时曲线图。
全站仪自动监测系统
瑞士徕卡公司生产的TCA系列自动全站仪,又称“测量机器人”,它以其独有的智能化、自动化性能对建筑物外部变形进行三维位移观测。
TCA自动全站仪能够电子整平、自动正倒镜观测、自动记录观测数据,而其独有的ATR (Automatic Target Recognition)模式,使全站仪能够自动识别目标。
ATR 是智能型的,与望远镜同轴,性能稳定可靠。
当全站仪发送的红外光被反射棱镜返回并经仪器内置的CCD像机判别接受后,马达就驱动全站仪自动转向棱镜,并自动精确确定棱镜中心的位置。
所以,操作人员不再需要精确照准和调焦,一旦粗略照准棱镜后,全站仪就可搜寻到目标,并自动精确照准,大大提高了工作效率。
TCA监测系统
(1)基准点
监测前，首先依据变形体上目标点及参考点的分布情况，合理安置TCA2003全站仪，要求具有良好的通视条件，一般应选择在稳定处，特殊情况下也应选在相对稳定处，使所有目标点与全站仪的距离均在设置的观测范围内。
为了仪器的防护、保温等需要，并保证通视良好，应专门设计，建造监测站房。
（2）目标点
点位布置如下图。
变形监测系统软件实现
本系统软件追求如下的特点：无人值守，在指定时间段内连续自动监测；可以对两期以上监测数据作网点稳定性分析；实时进行数据处理、分析、自动报警。
监测软件应具有以下的主要功能：①对所有要测量的点位进行初始的学习测量，②在用户设置的时间段内自动进行测量，③测量结果实时显示，并可以实时输出，④监测结果超过限差值时自动报警，⑤每周期可以自动记录测站的变形量，供技术人员进行分析。