一种液压式静力水准装置的制作方法

本实用新型涉及智能监测的技术领域，特别涉及一种液压式静力水准装置。

背景技术：

随着工业和建筑业的发展，各种大型和复杂的工程建筑物日益增多，为了保证工程建筑物的结构安全性，需要对该工程建筑物的结构进行实时的监测和诊断，从而及时地发现工程建筑物存在的结构损伤和进行适应性的安全评估。在对工程建筑物进行结构性的监测和诊断中，关于工程建筑物的沉降监测是其中一个重要的环节。

目前，对工程建筑物的沉降监测通常是采用静力水准装置来实现的，现有的静力水准装置通常设计有储液仓和放气阀以便于观察静力水准仪内部的液体和气泡，但是这种设计不仅使设备体积变大，并且会增加漏液的风险。可见，如何实现一种小型化液压式静力水准装置成为亟待解决的问题。

技术实现要素：

针对现有技术存在的缺陷，本实用新型提供一种液压式静力水准装置，该液压式静力水准装置采用位于每一个静力水准计中贯穿其内部的液体通路和电路板仓的直通孔设计，能够增强装置的气密性、降低装置发生漏液的概率和实现装置的小型化；该液压式静力水准装置采用气管和液管串联的方式相互进行连接，其特别适用于施工难度大以及无法有效排除气泡的应用场景；该液压式静力水准装置内部采用高精度基准电源直接对压力传感器进行供电、同时该高精度基准电源还为模数转换电路提供模拟参考电压，上述电路设计使得模数转换电路在进行模数转换是不需要过度依赖模拟电路的绝对精度，从而有效地降低测量误差；该液压式静力水准装置采用精简化的电路设计，其能够有效地降低装置的功耗；该液压式静力水准装置内部的温度传感器通过导热硅胶安装在压力传感器的附近区域，这能够有效地减少温度传感器测量的数据与压力传感器实际温度之间的误差，从而进一步提高装置的温漂修正精度。

本实用新型提供一种液压式静力水准装置，其特征在于：

所述液压式静力水准装置包括储液罐、气体连接管、液体连接管、线缆总成、若干个静力水准计、底板和数据采集基站；其中，

若干个所述静力水准计依次安装在所述底板上，若干个所述静力水准计内部设有液体通路和电路板仓；

所述储液罐内部设置有液体仓和气体仓；

所述液体连接管依次将每一个所述静力水准计内部的所述液体通路与所述储液罐内部的所述液体仓串联起来；

所述气体连接管依次将每一个所述静力水准计内部的所述电路板仓与所述储液罐内部的所述气体仓串联起来；

所述线缆总成依次将每一个所述静力水准计与所述数据采集基站串联起来；

进一步，所述静力水准计均包括气管接口、液管接口和线缆接口，所述气管接口与所述电路板仓连通，所述液管接口与所述液体通路连通；

所述液体连接管依次穿过所述静力水准计中的所述液管接口以将所有静力水准计与所述储液罐内部的所述液体仓串联起来；

所述气体连接管依次穿过所述静力水准计中的所述气管接口以将所有静力水准计与所述储液罐内部的所述气体仓串联起来；

若干个所述静力水准计中位于末端的静力水准计的所述气管接口和所述液管接口均呈封闭状态；

进一步，所述静力水准计均包括压力敏感元件、信号调理电路、模数转换电路和微控制器；其中，

所述压力敏感元件用于检测所述静力水准计设置区域对应的压力信号；

进一步，所述压力敏感元件为压力敏感膜片元件；

所述压力敏感膜片元件与所述静力水准计的所述液体通路相连接；

所述信号调理电路用于接收来自所述压力敏感膜片元件的检测信号；

所述信号调理电路与所述模数转换电路相连接；

所述模数转换电路与所述微控制器相连接；

进一步，所述静力水准计还包括基准电压源电路；

所述基准电压源电路与所述压力敏感元件电源连接；

所述基准电压源电路还与所述模数转换电路连接，并为所述模数转换电路提供参考电压；

进一步，所述微控制器为stm32l151微控制器；

所述微控制器包括eeprom模块和12bitadc模块；其中，

所述eeprom模块用于存储数据；

所述12bitadc模块用于监测所述静力水准计的总线电压；

进一步，所述静力水准计还包括温度传感器；

所述温度传感器与所述微控制器连接，以用于监测所述压力敏感元件的温度变化；

进一步，所述静力水准计还包括外壳；

所述外壳在靠近所述压力敏感元件的位置处开设有通孔，所述温度传感器通过导热硅胶安装在所述通孔内部；

进一步，所述静力水准计还包括通信电路；

所述通信电路的一端与所述微控制器连接，所述通信电路的另一端与所述线缆总成连接；

进一步，所述压力敏感元件为恒压型压力敏感元件。

相比于现有技术，该液压式静力水准装置采用位于每一个静力水准计中贯穿其内部的液体通路和电路板仓的直通孔设计，能够增强装置的气密性、降低装置发生漏液的概率和实现装置的小型化；该液压式静力水准装置采用气管和液管串联的方式相互进行连接，其特别适用于施工难度大以及无法有效排除气泡的应用场景；该液压式静力水准装置内部采用高精度基准电源直接对压力传感器进行供电、同时该高精度基准电源还为模数转换电路提供模拟参考电压，上述电路设计使得模数转换电路在进行模数转换是不需要过度依赖模拟电路的绝对精度，从而有效地降低测量误差；该液压式静力水准装置采用精简化的电路设计，其能够有效地降低装置的功耗；该液压式静力水准装置内部的温度传感器通过导热硅胶安装在压力传感器的附近区域，这能够有效地减少温度传感器测量的数据与压力传感器实际温度之间的误差，从而进一步提高装置的温漂修正精度。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的一种液压式静力水准装置的结构示意图。

图2为本实用新型提供的一种液压式静力水准装置中静力水准计的结构示意图。

附图中的数字标记分别是：1：储液罐、2：静力水准计、3：底板、4：数据采集基站、5：线缆总成、6：压力敏感元件、7：信号调理电路、8：模数转换电路、9：微控制器、10：基准电压源电路、11：温度传感器、12：通信电路。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

参阅图1，为本实用新型实施例提供的一种液压式静力水准装置的结构示意图。该液压式静力水准装置包括储液罐、气体连接管、液体连接管、线缆总成、若干个静力水准计、底板和数据采集基站。

优选地，该液体连接管依次将每一个该静力水准计内部的该液体通路与该储液罐内部的该液体仓串联起来；

优选地，该气体连接管依次将每一个该静力水准计内部的该电路板仓与该储液罐内部的该气体仓串联起来；

优选地，该线缆总成依次将每一个静力水准计与该数据采集基站串联起来，该数据采集基站可通过4芯线缆的总成方式与该静力水准计进行串联，其中两芯线缆用作供电线缆，另外两芯线缆用作通信线缆，该串联方式可采用防水串联方式；

优选地，该储液罐可安装在高处该静力水准计一定高度的位置处，其中的气管和液管可按照串联方式布设，该储液罐内存储的液体可为纯净水或者防冻液，该液体可由储液罐的一端进行加注，在加注液体的过程中需要打开该液管的尾端，同时缓慢均匀地进行加注动作，在完成液体加注后，再封闭该液管的尾端，同时通过放气阀排出液管管路内部的气泡，最后还可以在该储液罐内加入若干滴硅油以减少液体的挥发损失。

参阅图2，为本实用新型实施例提供的一种液压式静力水准装置中静力水准计的结构示意图。

可见，若干个该静力水准计依次安装在该底板上，若干个该静力水准计内部设有液体通路和电路板仓；

该储液罐内部设置有液体仓和气体仓；

优选地，该静力水准计均包括气管接口、液管接口和线缆接口，该气管接口与该电路板仓连通，该液管接口与该液体通路连通；

优选地，该液体连接管依次穿过每一个该静力水准计中的该液管接口以将所有静力水准计与该储液罐内部的该液体仓串联起来；

优选地，该气体连接管依次穿过每一个该静力水准计中的该气管接口以将所有静力水准计与该储液罐内部的该气体仓串联起来；

优选地，若干个该静力水准计中位于末端的静力水准计的该气管接口和该液管接口均呈封闭状态；

优选地，该静力水准计均包括压力敏感元件、信号调理电路、模数转换电路和微控制器；

由于该储液罐内的液面和静力水准计在竖直方向上存在高度差，这会对该压力敏感元件产生一定的压强，其中的压强值正比于该高度差，此时在高精度电流源的激励下，该压力敏感元件会输出正比于压强的电压值。

优选地，该压力敏感元件用于检测该静力水准计设置区域对应的压力信号；

优选地，该压力敏感元件为压力敏感膜片元件，该压力敏感膜片元件与该静力水准计的液体通路相连接；

优选地，该信号调理电路用于接收来自该压力敏感膜片元件的检测信号，并对该压力敏感膜片元件输出的电压值进行低通滤波；

优选地，该信号调理电路与该模数转换电路相连接，该模数转换电路与该微控制器相连接；

优选地，该静力水准计还包括基准电压源电路；

优选地，该基准电压源电路与该压力敏感元件电源连接；

优选地，该基准电压源电路还与该模数转换电路连接，并为该模数转换电路提供参考电压；

优选地，该微控制器为stm32l151微控制器；

优选地，该微控制器包括eeprom模块和12bitadc模块，该eeprom模块用于存储数据，该12bitadc模块用于监测该静力水准计的总线电压；

优选地，该静力水准计还包括温度传感器；

优选地，该温度传感器与该微控制器连接，以用于监测该压力敏感元件的温度变化；该微控制器能够确定温度变化对压力的影响，从而降低装置的温漂和提高装置的测量精度。

优选地，该静力水准计还包括外壳，该外壳在靠近该压力敏感元件的位置处开设有通孔，该温度传感器通过导热硅胶安装在该通孔内部；

优选地，该静力水准计还包括通信电路，该通信电路的一端与该微控制器连接，该通信电路的另一端与该线缆总成连接，该通信电路主要负责主机与静力水准计的微控制器之间的指令和数据收发，将总线上的平衡信号转换为微控制器可处理的串行信号，以及将该微控制器的串行信号转换为平衡信号；

优选地，该压力敏感元件为恒压型压力敏感元件，该恒压型压力敏感元件可以在其中的桥臂电阻其外串接热敏电阻或者二极管以补偿热灵敏度飘逸，并且使用恒压型压力敏感元件能够降低设备的功耗和减少误差源；其中，采用恒压型压力敏感元件可以减少辅助功能电路的应用，避免引入误差因素，从而可以提高监测装置的测量精度。

优选地，该模数转换电路为具有buff与pga的24为型σ-δ型模数转换电路，其负责将经过该信号调理电路低通滤波后的模拟信号转换为数字信号，以供该微控制器进行进一步的处理，该微控制器接收来自该模数转换电路的数字信号后，能够根据储液罐中液体的密度，将竖直方向上的压强值转化为高度值，并且还可以根据该温度传感器检测到的温度值和相应的修正系数对该数字信号进行温漂修正处理，从而减少静力水准计的温漂误差。

从上述实施例可以看出，该液压式静力水准装置采用位于每一个静力水准计中贯穿其内部的液体通路和电路板仓的直通孔设计，能够增强装置的气密性、降低装置发生漏液的概率和实现装置的小型化；该液压式静力水准装置采用气管和液管串联的方式相互进行连接，其特别适用于施工难度大以及无法有效排除气泡的应用场景；该液压式静力水准装置内部采用高精度基准电源直接对压力传感器进行供电、同时该高精度基准电源还为模数转换电路提供模拟参考电压，上述电路设计使得模数转换电路在进行模数转换是不需要过度依赖模拟电路的绝对精度，从而有效地降低测量误差；该液压式静力水准装置采用精简化的电路设计，其能够有效地降低装置的功耗；该液压式静力水准装置内部的温度传感器通过导热硅胶安装在压力传感器的附近区域，这能够有效地减少温度传感器测量的数据与压力传感器实际温度之间的误差，从而进一步提高装置的温漂修正精度。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。