CN107478197A - 高精度一体式静力水准仪 - Google Patents
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Abstract
高精度一体式静力水准仪，涉及传感器技术，本发明包括压力传感器和温度传感器，压力传感器的承压端与水管连接，温度传感器与压力传感器设置于防水密封壳内，防水密封壳设置于保护外壳内，保护外壳设有开口，作为水管通道和电缆通道。本发明具有结构简单、施工简单、高精度、低成本等特点，具有广阔的推广前景。
Description
技术领域
本发明涉及传感器技术，特别涉及针对高速铁路沉降变形监测的高精度一体式静力水准仪。
背景技术
伴随着国内高速铁路高速发展，每年均有大量高速铁路开工建设与投入运营，由于高速铁路对轨道的平顺性有着及其严格的要求，因此高速铁路线下工程的变形成为各方关注的重点。
目前国内采用的静力水准仪仅包含了压力传感器单元，但是由于使用的环境较为恶劣，外部环境温度变化较大。输出信号受内部敏感电阻阻值的影响，可是作为半导体材料的力敏电阻，其阻值不仅与外部压力成线性关系变化，而且要受到温度的影响，因此传感器的输出信号受外部温度的变化影响大，随温度发生飘逸。
为解决传感器在大幅温度变化下的测量精度问题，目前采用的方法可分为内部补偿和外部补偿。内部补偿主要是通过改进半导体制造工艺、设计合理的传感器感压膜片的结构，用这种方式来减小传感器输出信号所受温度的影响。
外部补偿有硬件和软件两种方法。硬件补偿方法主要是针对其感压膜片上的压敏电阻、或者由压敏电阻构成的惠斯通电桥进行的温度补偿设计。软件补偿的方法主要是针对传感器的输出信号进行调整，首先传感器进行静态标定，建立输出信号、标准压力和温度的关系，进而获得当前温度下的标准压力。该方法是基于传感器的温度漂移是随着温度单调变化的理想情况，忽略了其他因素对传感器温度漂移的影响，因此并不能够达到很好的温度补偿效果。
综上可知，已有的传感器具有精度低、微型化低、可靠性低、成本高、自动化程度低等不足，难以满足高速铁路线下工程变形观测技术要求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是设计一种带温度补偿的高精度一体式静力水准仪，具有微型化、施工难度低，自动温度补偿减小温度漂移、大幅度提高测量精度的特点。
本发明解决所述技术问题采用的技术方案是，高精度一体式静力水准仪，其特征在于，包括压力传感器和温度传感器，压力传感器的承压端与水管连接，温度传感器与压力传感器设置于防水密封壳内，防水密封壳设置于保护外壳内，保护外壳设有开口，作为水管通道和电缆通道。
所述保护外壳为圆柱形，其开口设置于圆柱的端面，开口处设置有波纹管。压力传感器与温度传感器通过注胶充填固定于防水密封壳内。
本发明的有益效果是，有效的解决了一体式封装设计结构方便现场安装与后期维护，降低传感器总线，液管、气管等损坏的风险；通过注胶工艺确保压力传感单元与温度模块处于同一温度场，通过数据采集处理单元对高精度模拟型压力传感单元的采样值结合温度进行温漂修正，极大的提高了静力水准仪精度。具有结构简单、施工简单、高精度、低成本等特点，具有广阔的推广前景。
附图说明
图1是本发明的纵向剖面示意图。
图2是本发明的左视方向示意图。
具体实施方式
如图1、图2，本发明的高精度一体式静力水准仪包括：整体管件保护外壳8，其两端固定设置有钢丝波纹软管7；传感器封装外壳2，设置于整体管件保护外壳10内，一端固定连接水管直通接头1，另一端固定连接电缆防水接头6，顶部设置气管接头9；模拟型压力传感单元3与温度传感器4采用注胶工艺进行充填固定,并用电缆与接线端子台连接10，后端设备电缆通过防水接电缆连接电路板5，传感器封装外壳内部设置电路板5，通过电缆与接线管子台10连接。
本发明采用一体式封装设计，具有：整体管件保护外壳，其两端固定设置有钢丝波纹软管；内部防护外壳，设置于整体管件保护外壳内，一端固定连接水管直通接头、模拟型压力传感单元和L型水管接头，另一端固定连接电缆防水接头，防水接头通过电缆连接数据采集中部空腔内设置数据采集处理单元和温度模块，顶部固定设置万向气管接头；数据采集处理端子台，设置于构造体台面之上，通过信号线与数据采集处理单元连接。
本发明内置温度修正功能，将压力传感单元与温度模块放置在传感器同一空腔中，通过注胶工艺进行充填固定，确保两者处于同一温度场。通过模拟型压力传感单元获得当前压力数据，通过温度模块获得当前温度，利用数据采集处理单元对模拟型压力传感单元采集的信号进行温度补偿修正，以此获得高精度数据。
Claims (3)
1.高精度一体式静力水准仪，其特征在于，包括压力传感器和温度传感器，压力传感器的承压端与水管连接，温度传感器与压力传感器设置于防水密封壳内，防水密封壳设置于保护外壳内，保护外壳设有开口，作为水管通道和电缆通道。
2.如权利要求1所述的高精度一体式静力水准仪，其特征在于，所述保护外壳为圆柱形，其开口设置于圆柱的端面，开口处设置有波纹管。
3.如权利要求2所述的高精度一体式静力水准仪，其特征在于，压力传感器与温度传感器通过注胶充填固定于防水密封壳内。
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