【CN209656038U】一种压差式静力水准仪【专利】

(12)实用新型专利

(10)授权公告号 CN 209656038 U(45)授权公告日 2019.11.19

(21)申请号 201920303424.3(22)申请日 2019.03.11

(73)专利权人 广西交通科学研究院有限公司

地址 530007 广西壮族自治区南宁市高新

区高新二路6号

专利权人 长安大学

(72)发明人 官少龙　张红日　陈坤伦　(74)专利代理机构 北京中誉威圣知识产权代理

有限公司 11279

代理人 卢岳锋(51)Int.Cl.

G01C 5/04(2006.01)

权利要求书1页 说明书5页 附图3页

CN 209656038 U()实用新型名称

一种压差式静力水准仪(57)摘要

本实用新型公开了一种压差式静力水准仪，包括至少两个储液罐，其中一个所述储液罐为基准储液罐，另一个所述储液罐为测点储液罐，每个所述储液罐设置有一第一腔体，且每个所述储液罐的所述第一腔体内设置有一水压传感器，每个所述测点储液罐的所述第一腔体通过通水管与所述基准储液罐的所述第一腔体进行连接。采用本实用新型的静力水准仪包括至少两个储液罐，且每个储液罐内设置有一水压传感器，改变静力水准仪的量程只需更换不同的传感器即可，与传统水准仪相比，具有体积小、结构简单以及制造成本低的优点；且该静力水准仪可水平、倾斜或竖直安装，其安装方式不影响其精度，对使用场地的要求较低，适用范围广，操作简单，灵活性高。

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权　利　要　求　书

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1.一种压差式静力水准仪，其特征在于，包括至少两个储液罐，其中一个所述储液罐为基准储液罐，另一个所述储液罐为测点储液罐，每个所述储液罐设置有一第一腔体，且每个所述储液罐的所述第一腔体内设置有一水压传感器，每个所述测点储液罐的所述第一腔体通过通水管与所述基准储液罐的所述第一腔体进行连接。

2.根据权利要求1所述的压差式静力水准仪，其特征在于，所有的所述储液罐通过所述通水管逐个串联在一起；每个所述储液罐设置有两个均与所述第一腔体连通的通水口，其中一个所述通水口为进水口，另一个所述通水口为出水口，前一个所述储液罐的所述出水口通过一个所述通水管与后一个所述储液罐的所述进水口进行连接，第一个所述储液罐的所述进水口和最后一个所述储液罐的所述出水口均设置有一封口装置。

3.根据权利要求2所述的压差式静力水准仪，其特征在于，两个所述通水口设置于所述储液罐的侧壁上且左右相对分布。

4.根据权利要求2所述的压差式静力水准仪，其特征在于，每个所述储液罐设置于一个壳体内，且所述壳体设置有两个各与一个所述通水口对应的通孔。

5.根据权利要求4所述的压差式静力水准仪，其特征在于，所述壳体包括上壳体和底板，所述上壳体以能够拆卸的方式安装于所述底板上，且所述上壳体设置有一底部开口的第二腔体，所述底板用于封盖住所述第二腔体的底部开口，所述储液罐设置于所述第二腔体内；其中，所述通孔由所述上壳体的侧壁的底部向上凹设而成。

6.根据权利要求2所述的压差式静力水准仪，其特征在于，所述通水管的端部通过一连接机构以能够拆卸的方式与所述通水口进行连接。

7.根据权利要求6所述的压差式静力水准仪，其特征在于，所述连接机构包括设置于所述通水口的第一外螺纹、设置于所述通水管的第二外螺纹以及一端与所述第一外螺纹进行啮合，另一端与所述第二外螺纹进行啮合的接头螺母，且所述接头螺母与所述储液罐之间设置有第一密封圈。

8.根据权利要求1所述的压差式静力水准仪，其特征在于，所述通水管的两端卷绕成螺旋状。

9.根据权利要求1所述的压差式静力水准仪，其特征在于，所述储液罐上设置有一连通其所述第一腔体内的安装孔，所述水压传感器通过所述安装孔以能够拆卸的方式安装于所述储液罐上。

10.根据权利要求9所述的压差式静力水准仪，其特征在于，所述水压传感器包括传感器帽头和传感器探头，所述传感器探头通过所述安装孔插入所述储液罐内，所述传感器帽头设置于所述传感器探头的外端，且所述传感器探头的外端设置有第三外螺纹，所述安装孔内设置有与所述第三外螺纹相配合的内螺纹，且所述安装孔与所述传感器帽头之间设置有第二密封圈。

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说　明　书一种压差式静力水准仪

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技术领域

[0001]本实用新型涉及静力水准仪技术领域，特别涉及一种压差式静力水准仪。背景技术

[0002]静力水准仪是用于测量基础和建筑物各个测点的相对沉降的通用传感器，广泛用于路基、地基、大坝、桥梁、隧道等工程建筑体的安全监测仪器。使用时，在基准点和被测点设置相应的静力水准仪，基准点置于一个稳定的水平基点，当测点相对于基准点发生升降时，将引起各点压力的变化，通过测量传感器压力的变化，来计算各测点相对水平基点的升降变化。由于应用的多样性与监测要求的不断提高，对监测仪器的量程、精度、尺寸大小、适应能力，防护等级安装方式等也提出了越来越高的要求；因此提高仪器量程、精度、适应能力、防护等级，缩小仪器尺寸降低造价是产品改进发展的方向。静力水准仪系统一般安装于被测物体等高的测墩上或埋设在土体内部监测点处，通常采用自动采集系统，通过有线或无线通讯与计算机连接，从而实现自动化观测，现有的静力水准仪具有体积大、结构复杂、量程小和使用场地要求较高的缺点。

[0003]公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

实用新型内容

[0004]本实用新型的目的在于提供一种压差式静力水准仪，从而克服现有静力水准仪的体积大、结构复杂、量程小和使用场地要求较高的缺点。[0005]为实现上述目的，本实用新型提供了一种压差式静力水准仪，包括至少两个储液罐，其中一个所述储液罐为基准储液罐，另一个所述储液罐为测点储液罐，每个所述储液罐设置有一第一腔体，且每个所述储液罐的所述第一腔体内设置有一水压传感器，每个所述测点储液罐的所述第一腔体通过通水管与所述基准储液罐的所述第一腔体进行连接。[0006]优选地，上述技术方案中，所有的所述储液罐通过所述通水管逐个串联在一起；每个所述储液罐设置有两个均与所述第一腔体连通的通水口，其中一个所述通水口为进水口，另一个所述通水口为出水口，前一个所述储液罐的所述出水口通过一个所述通水管与后一个所述储液罐的所述进水口进行连接，第一个所述储液罐的所述进水口和最后一个所述储液罐的所述出水口均设置有一封口装置。[0007]优选地，上述技术方案中，两个所述通水口设置于所述储液罐的侧壁上且左右相对分布。

[0008]优选地，上述技术方案中，每个所述储液罐设置于一个壳体内，且所述壳体设置有两个各与一个所述通水口对应的通孔。[0009]优选地，上述技术方案中，所述壳体包括上壳体和底板，所述上壳体以能够拆卸的方式安装于所述底板上，且所述上壳体设置有一底部开口的第二腔体，所述底板用于封盖

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住所述第二腔体的底部开口，所述储液罐设置于所述第二腔体内；其中，所述通孔由所述上壳体的侧壁的底部向上凹设而成。[0010]优选地，上述技术方案中，所述通水管的端部通过一连接机构以能够拆卸的方式与所述通水口进行连接。[0011]优选地，上述技术方案中，所述连接机构包括设置于所述通水口的第一外螺纹、设置于所述通水管的第二外螺纹以及一端与所述第一外螺纹进行啮合，另一端与所述第二外螺纹进行啮合的接头螺母，且所述接头螺母与所述储液罐之间设置有第一密封圈。[0012]优选地，上述技术方案中，所述通水管的两端卷绕成螺旋状。[0013]优选地，上述技术方案中，所述储液罐上设置有一连通其所述第一腔体内的安装孔，所述水压传感器通过所述安装孔以能够拆卸的方式安装于所述储液罐上。[0014]优选地，上述技术方案中，所述水压传感器包括传感器帽头和传感器探头，所述传感器探头通过所述安装孔插入所述储液罐内，所述传感器帽头设置于所述传感器探头的外端，且所述传感器探头的外端设置有第三外螺纹，所述安装孔内设置有与所述第三外螺纹相配合的内螺纹，且所述安装孔与所述传感器帽头之间设置有第二密封圈。[0015]与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：[0016]1.本实用新型的静力水准仪包括至少两个储液罐，其中一个储液罐为设置于基准点的基准储液罐，另一个储液罐为设置于待测点的测点储液罐，每个储液罐内设置有一水压传感器，每个测点储液罐与基准储液罐通过通水管进行连接，当测点储液罐相对于基准储液罐发生升降时，将引起罐内水压的变化，通过测量传感器压力的变化，来计算各测点相对基准点的升降量；该静力水准仪的量程随水压传感器量程的增大而增大，改变其量程只需采用不同的传感器即可；储液罐的体积可根据需要进行设计，即体积能够进行微型化设计，从而减小静力水准仪的体积；该静力水准仪的零件数量大大减少，结构简单，制造成本低，且该静力水准仪可水平、倾斜或竖直安装，其安装方式不影响其精度，对使用场地的要求较低，适用范围广，操作简单，灵活性高。

[0017]2.本实用新型的每个储液罐设置有两个通水口，其中一个通水口为进水口，另一个通水口为出水口，当从进水口向储液罐罐液时，罐内的空气可从出水口排出，直至液体从出水口溢出即可，利于向储液罐内注满液体。

[0018]3.本实用新型的每个储液罐设置于一个壳体内，以使储液罐不受外力作用，防止储液罐受压变形从而产生压力误差，以达到减小测量误差的目的。[0019]4.本实用新型的通水管的两端卷绕成螺旋状，使用时，两个储液罐之间通过通水管进行连接，将通水管的两端设置成能够伸缩的螺旋式结构，便于调整两个储液罐之间的距离。

附图说明

[0020]图1是根据本实用新型的压差式静力水准仪的主体结构示意图。

[0021]图2是根据本实用新型的压差式静力水准仪的内部结构的俯视示意图。[0022]图3是根据本实用新型的储液罐的主视示意图。[0023]图4是根据本实用新型的壳体的左视示意图。[0024]图5是根据本实用新型的壳体的俯视示意图。

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图6是根据本实用新型的水压传感器的结构示意图。

[0026]图7是根据本实用新型的通水管的结构示意图。

[0027]图8是根据本实用新型的压差式静力水准仪设置有封口装置的结构示意图。[0028]主要附图标记说明：[0029]1-壳体，101-上壳体，102-底板，103-螺钉，104-通孔，105-第二腔体，2-通水管，201-第二外螺纹，3-储液罐，301-第一腔体，302-通水口，303-安装孔，304-第一外螺纹，4-接头螺母，5-电缆，6-第一密封圈，7-水压传感器，701-传感器帽头，702-第三外螺纹，703-传感器探头，8-固定卡扣，9-第二密封圈，10-封口装置。具体实施方式

[0030]下面结合附图，对本实用新型的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本实用新型的保护范围并不受具体实施方式的。[0031]除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

[0032]图1至图8显示了根据本实用新型优选实施方式的一种压差式静力水准仪的结构示意图，该静力水准仪包括至少两个储液罐3。参考图1至图3，两个储液罐3中，其中一个储液罐3为设置于基准点上的基准储液罐，另一个储液罐3为设置于待测点上的测点储液罐，每个储液罐3设置有一第一腔体301，且每个储液罐3的第一腔体301内设置有一水压传感器7，以检测每个储液罐3内液体的水压，每个测点储液罐的第一腔体301通过通水管2与基准储液罐的第一腔体301进行连接，当测点储液罐相对于基准储液罐发生升降时，将引起罐内水压的变化，通过测量传感器压力的变化，来计算各测点相对基准点的升降量。该静力水准仪的量程随水压传感器7量程的增大而增大，改变量程只需更换不同的传感器即可；储液罐3的体积可根据需要进行设计，即体积能够进行微型化设计，从而减小静力水准仪的体积；与传统水准仪相比，该静力水准仪零件数量大大减少，且零件复杂程度大幅度简化，结构简单，制造成本低；且该静力水准仪可水平、倾斜或竖直放置，其安装方式不影响其精度，对使用场地的要求较低，适用范围广，操作简单，灵活性高。[0033]继续参考图1至图3和图8，优选地，所有的储液罐3通过通水管2逐个串联在一起；每个储液罐3设置有两个均与第一腔体301连通的通水口302，其中一个通水口302为进水口，另一个通水口302为出水口，当从进水口向储液罐3罐液时，罐内的空气可从出水口排出，直至液体从出水口溢出即可，利于向储液罐3内注满液体，前一个储液罐3的出水口通过一个通水管2与后一个储液罐3的进水口进行连接，第一个储液罐3的进水口和最后一个储液罐3的出水口均设置有一封口装置10，即所有的储液罐3通过通水管2首尾依次进行串联，便于测量各个测点储液罐相对于基准储液罐压力变化，从而测得各个待测点相对于基准点的升降量。其中，封口装置10可为与通水口302相配合的锥形橡胶塞，或为套设在通水口302外侧的封口件，该封口件凹设有与通水口302对应的连接孔，该连接孔内设置有与通水口302的第一外螺纹304相互配合的内螺纹，以使封口件能够紧固的套设在通水口302上，防止储液罐3内的水流出，为了提高封口装置10的连接性能，封口装置10与通水口302采用螺纹连接，即该封口装置10为封口件结构。

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参考图1至图3，储液罐3的两个通水口302可设置于储液罐3的顶部，也可设置于储

液罐3的侧壁上，还可以一个通水口302设置于储液罐3的顶部，另一个设置于储液罐3的侧壁。优选地，为了便于通水管2的布局，以及向储液罐3内罐液并排出罐内的空气，两个通水口302设置于储液罐3的侧壁上且左右相对分布。[0035]参考图1、图4和图5，优选地，该静力水准仪的每个储液罐3设置于一个壳体1内，以使储液罐3不受外力作用，防止储液罐3受压变形产生压力误差，从而减小测量误差，且壳体1设置有两个各与一个通水口302对应的通孔104，通水管2通过对应的通孔104延伸至壳体1的外侧，便于与另一个储液罐3进行连接。其中，壳体1和储液罐3沿水平方向的横截面可为圆形、椭圆形或正多边形等多种形状，为了便于向储液罐3的第一腔体301内注入液体并排出腔内的空气，且便于储液罐33安装于壳体1内，壳体1和储液罐3呈圆柱状，且第一腔体301和第二腔体105也呈圆柱状。为了提高壳体1和储液罐3的强度，壳体1和储液罐3由合金材料制成，合金材料最好采用铝合金，重量小，强度高。[0036]参考图4和图5，优选地，壳体1包括上壳体101和底板102，上壳体101以能够拆卸的方式安装于底板102上，且上壳体101设置有一底部开口的第二腔体105，底板102用于封盖住第二腔体105的底部开口，以使底板102能够打开和封闭第二腔体105的底部的开口，储液罐3设置于第二腔体105内，便于储液罐3的安装和维护。其中，上壳体101与底板102之间可采用卡扣和卡槽的方式进行连接，也可采用螺纹进行紧固连接，为了提高上壳体101与底板102之间的连接性能，上壳体101与底板102之间采用螺钉103进行连接，上壳体101的侧壁的底部向外凸设有一连接边，该连接边呈圆环状，在该连接边的周向方向均匀的开设有若干个竖直的螺纹通孔，在底板102上也开设有与上壳体101的若干个螺纹通孔一一对应的螺纹孔，并用螺钉103分别连接两个对应的螺纹通孔和螺纹孔即可。参考图4，壳体1的侧壁的两个通孔104均由上壳体101的侧壁的底部向上凹设而成，因为通水管2的两端常设有连接部件，且连接部件的体积均比较大，为了便于通水管2的安装，通孔104由上壳体101的侧壁的底部向上凹设而成，安装时，只需通水管2的管身对准上壳体101的通孔104即可。[0037]参考图1至图3和图7，优选地，通水管2的端部通过一连接机构以能够拆卸的方式与通水口302进行连接，便于通水管2的拆装，即通水管2与通水口302之间可采用螺纹连接或法兰连接。为了提高两者的连接性能，通水管2与通水口302之间采用螺纹进行连接，即连接机构包括设置于通水口302的第一外螺纹304、设置于通水管2的第二外螺纹201以及一端与第一外螺纹304进行啮合，另一端与第二外螺纹201进行啮合的接头螺母4，且接头螺母4与储液罐3之间设置有第一密封圈6，以提高接头螺母4的连接性能。其中，通水管2的两端卷绕成螺旋状，使用时，两个储液罐3的通水口302之间通过通水管2进行连接，将通水管2的两端卷绕成螺旋状，便于调整两个储液罐3之间的距离，以适应两个储液罐3之间的距离和高度的变化。

[0038]参考图1至图3以及图6，优选地，储液罐3上设置有一连通其第一腔体301内的安装孔303，水压传感器7通过安装孔303以能够拆卸的方式安装于储液罐3上，以便于更换不同量程的水压传感器7，从而调节静力水准仪的量程。水压传感器7包括传感器帽头701和传感器探头703，传感器探头703通过插入储液罐3内，以检测罐内液体的压力，传感器帽头701设置于传感器探头703的外端且位于传感器的外侧，且传感器探头703的外端设置有第三外螺纹702，安装孔303内设置有与第三外螺纹702相配合的内螺纹，以将传感器与安装孔303进

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行紧固连接，且安装孔303与传感器帽头701之间设置有第二密封圈9，防止储液罐3的液体通过安装孔303与传感器之间的间隙流出。其中，安装孔303可设置于储液罐3的顶部，也可设置于储液罐3的侧壁上，优选安装孔303设置于储液罐3的侧壁上的情况，且安装孔303位于两个通水口302之间；传感器的电缆5通过壳体1的通孔104伸出壳体1的外侧，便于与外部设备进行连接，电缆5通过固定卡扣8固定于储液罐3的外表面上，便于电缆5的布线，电缆5在壳体11的外部的布置与通水管2相同。[0039]使用时，现场组装储液罐3并罐液，根据待测点个数与距离来确定需要的储液罐3的数量，其中基准点布置一个储液罐3，每个待测点各布置一个储液罐3，并采用通水管2将各个储液罐3依次串联连通成一体，形成测量系统，其中，第一个储液罐3和最后一个储液罐3均只有一个通水口302连接有通水管2，将所有的储液罐3依次沿从左至右按从低到高的方式设置，且每个储液罐3也倾斜设置，以使每个储液罐3的左右两侧的通水口302的轴线也沿从左至右向上倾斜或上下竖直设置，以使储液罐3在罐液时，能够将储液罐3内的空气向外排出；从最低点的储液罐3的通水口302缓慢的进行灌液，直到液体从最高位置的储液罐3的通水口302溢出，此时用封口装置10将最高位置的储液罐3的通水口302密封起来；再将所有的储液罐3的高度反向设置，即将所有的储液罐3依次从左至右按从高到低的方式设置，之前位于最低点的储液罐3现变成最高点，将液体灌满该位于最高点的储液罐3的通水口302，再用封口装置10进行密封连接，此时，整个测量系统处于满液的密封状态；对每个储液罐3组装壳体1，以对储液罐3进行保护，安装完成后将各装置放置在对应的基准点和待测点上，其中，基准点的储液罐3的位置需要高于所有待测点的储液罐3的位置，将每个水压传感器7的电缆5连接至数据采集仪并输送至自动监测系统，对基准点和每个待测点的水压进行检测，当待测点相对于基准点发生升降时，将引起对应的储液罐3罐内水压的变化，通过测量传感器压力的变化，来计算各测点相对基准点的升降量。

[0040]前述对本实用新型的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本实用新型限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本实用新型的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本实用新型的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本实用新型的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

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