一种高精度静力水准仪自动检测装置的制作方法

1.本发明涉及液位测量技术领域，尤其涉及一种高精度静力水准仪自动检测装置。


背景技术：

2.静力水准仪是用于监测建筑物各个测点的沉降变形量的高精密液位测量系统。静力水准仪的监测系统，由多个水准仪由通液管连接而成，其中1台水准仪安装在稳定的基准点上固定不动，其余的水准仪安装在需要进行变形监测的测点上，监测点的变形量会影响水准仪内部液面的高度变化，与基准点的标准液面高度进行差值计算，从而得到各个测量点的沉降变化量，由于备具测量精度高，能够用于实时监测，安装方便的特点，静力水准仪在建筑监测行业中被大量使用。
3.中国地震局地震研究所针对电容式静力水准仪，使用大量程百分表作为主要标准器，在计量过程中升高被测静力水准仪，比较水准仪示值与百分表的读数值来进行计量，限于百分表的示值范围，只能计量测量范围小于30mm的设备。
4.同济检测技术有限公司通过在振弦式静力水准仪内部的振弦上加载砥码，模拟因上下位移量引起的力值变化，记录仪器示值与力值的相关关系，来进行计量，此方法需拆开被检测设备，易对设备造成损坏，而且计量精度与力值-位移转换系数的精度存在关系。
5.目前对于静力水准仪没有成熟的检测设备，尤其对于基于新测量原理生产的大量程，高精度静力水准仪没有比较好的计量方法，因此急需研制一套高精度静力水准仪自动检测装置，以解决静力水准仪的计量需求，促进静力水准仪行业更好地发展。


技术实现要素：

6.本发明的目的是提供一种高精度静力水准仪自动检测装置。
7.为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种高精度静力水准仪自动检测装置，包括操作平台，其特征在于，所述操作平台上设有直线运动机构、位移平台、压力控制单元、储液罐、数据采集单元、第一静力水准仪和第二静力水准仪，所述直线运动机构包括驱动装置、滚珠丝杆和直线导轨，所述驱动装置包括伺服电机，所述伺服电机驱动滚珠丝杆转动，所述滚珠丝杆转动带动直线导轨升降，所述直线导轨设有光栅尺，所述光栅尺与驱动装置连接，所述位移平台与直线导轨固定，所述直线导轨带动位移平台升降；所述第一静力水准仪位于位移平台上，所述第一静力水准仪通过管路与压力控制单元的一端连接，所述压力控制单元的另一端通过管路与储水罐连接，所述第二静力水准仪位于操作平台上，所述第二静力水准仪通过管路分别与压力控制单元以及数据采集单元连接，所述第一静力水准仪和第二静力水准仪之间通过管路连接，所述数据采集单元与自动检测装置外部的电脑连接。
8.进一步地，所述驱动装置还包括电流传感器，所述电流传感器的一端与伺服电机连接，所述直线运动机构还包括位置控制器，所述电流传感器的另一端与位置控制器连接。
9.进一步地，所述压力控制单元包括压力控制器、压力检测模块、压力显示器和运动控制器，所述压力控制器对储液罐流出至管道中的液体进行加压，所述压力检测模块测量管道中的压力，所述压力检测模块测量的管道压力反馈至压力控制装置。
10.进一步地，所述自动检测装置还包括液体回收装置，所述液体回收装置与储液罐连接。
11.本发明将一静力水准仪安装在基础平台上，作为测量基准点，另一静力水准仪安装在位移平台上垂直移动，静力水准仪的示值即为相对位移量，相对位移量与标准值进行比较得到检测结果，控制全闭环，提高整套检测装置的精度；通过对管道液体加压的方法，使储液罐安装在低处，且能够满足检测过程中对于液体压力的要求，有效减小了整套装置的尺寸；本发明能够同时开展液面测量类静力水准仪和压差式静力水准仪的精度检测。
附图说明
12.图1为本发明的整体结构图；图2为本发明直线运动机构闭环控制示意图。
13.附图标记：1直线运动机构、2位移平台、3压力控制单元、4储液罐、5数据采集单元、6第一静力水准仪、7第二静力水准仪、8驱动装置、9滚珠丝杆、10伺服电机、11电流传感器、12位置控制器、13操作平台。
具体实施方式
14.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
15.本发明公开了一种高精度静力水准仪自动检测装置，包括操作平台13，如图1所示，操作平台13上设有直线运动机构1、位移平台2、压力控制单元3、储液罐4、数据采集单元5、第一静力水准仪6和第二静力水准仪7，第一静力水准仪6通过管路与压力控制单元3连接，第二静力水准仪7通过管路分别与压力控制单元3以及数据采集单元5连接，第一静力水准仪6与第二静力水准仪7之间通过管路连通，数据采集单元5与自动检测装置外部的电脑连接。
16.直线运动机构1包括驱动装置8、滚珠丝杆9、直线导轨和配重块，驱动装置8包括伺服电机10，伺服电机10驱动滚珠丝杆9转动，滚珠丝杆9转动带动直线导轨升降，位移平台2与直线导轨固定，直线导轨带动位移平台2升降。
17.驱动装置8还包括电流传感器11和位置控制器，电流传感器11的一端与伺服电机10连接，直线运动机构1还包括位置控制12，电流传感器11的另一端与位置控制器12连接。
18.由于驱动装置8仅对伺服电机10进行精确的控制，伺服电机10安装到运动机构后，整个系统为开环控制，存在误差，为了提高检测装置的精度，在直线导轨上安装光栅尺，并将其反馈信号连接至驱动装置8的位置控制器12上，使伺服电机10根据光栅尺的反馈信号
对位置进行精确调整，如图2所示，使控制全闭环，提高自动检测装置的精度。
19.压力控制单元3包括压力控制器、压力检测模块、压力显示器和运动控制器，将储液罐4安装于操作平台13上，通过压力控制器对管道中的液体进行加压，由压力检测模块对管道中的压力进行测量，同时反馈给压力控制器，不断调节，最终达到被检测水准仪工作时所要求的压力，压力控制单元3用于模拟储液罐4安装在高处，自然重力产生的液体压力。
20.使用时，第二静力水准仪7安装在操作平台13上，第二静力水准仪7作为测量基准点固定不动，第一静力水准仪6安装在位移平台2上，第一静力水准仪6跟随位移平台2垂直移动，两台静力水准仪的示值即为两台设备的相对位移量，将该示值与标准值进行比较，得到检测结果。
21.操作平台13设有电源、固定装置、液体管路、气体管路以及液体回收装置，由于自动检测装置同时涉及到电、气、水，为避免漏电、漏水等情况造成意外，操作平台13设置安全断电机构。
22.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。


技术特征：
1.一种高精度静力水准仪自动检测装置，包括操作平台，其特征在于，所述操作平台上设有直线运动机构、位移平台、压力控制单元、储液罐、数据采集单元、第一静力水准仪和第二静力水准仪，所述直线运动机构包括驱动装置、滚珠丝杆和直线导轨，所述驱动装置包括伺服电机，所述伺服电机驱动滚珠丝杆转动，所述滚珠丝杆转动带动直线导轨升降，所述直线导轨设有光栅尺，所述光栅尺与驱动装置连接，所述位移平台与直线导轨固定，所述直线导轨带动位移平台升降；所述第一静力水准仪位于位移平台上，所述第一静力水准仪通过管路与压力控制单元的一端连接，所述压力控制单元的另一端通过管路与储水罐连接，所述第二静力水准仪位于操作平台上，所述第二静力水准仪通过管路分别与压力控制单元以及数据采集单元连接，所述第一静力水准仪和第二静力水准仪之间通过管路连接，所述数据采集单元与自动检测装置外部的电脑连接。2.根据权利要求1所述的高精度静力水准仪自动检测装置，其特征在于，所述驱动装置还包括电流传感器，所述电流传感器的一端与伺服电机连接，所述直线运动机构还包括位置控制器，所述电流传感器的另一端与位置控制器连接。3.根据权利要求1所述的高精度静力水准仪自动检测装置，其特征在于，所述压力控制单元包括压力控制器、压力检测模块、压力显示器和运动控制器，所述压力控制器对储液罐流出至管道中的液体进行加压，所述压力检测模块测量管道中的压力，所述压力检测模块测量的管道压力反馈至压力控制装置。4.根据权利要求1所述的高精度静力水准仪自动检测装置，其特征在于，所述自动检测装置还包括液体回收装置，所述液体回收装置与储液罐连接。

技术总结
本发明提供一种高精度静力水准仪自动检测装置，包括操作平台，操作平台上设有直线运动机构，由伺服电机驱动滚珠丝杆转动，滚珠丝杆带动直线导轨升降，直线导轨设有光栅尺，光栅尺与驱动装置连接，位移平台与直线导轨同步升降；第一静力水准仪位于位移平台上，第一静力水准仪与压力控制单元连接，压力控制单元与储水罐连接，第二静力水准仪位于操作平台上，第二静力水准仪与压力控制单元以及数据采集单元连接，第一静力水准仪和第二静力水准仪连通；本发明将相对位移量与标准值进行比较得到检测结果，控制全闭环，提高整套检测装置的精度；通过对管道液体加压，使储液罐安装在低处，满足检测过程中对于液体压力的要求，减小装置尺寸。尺寸。尺寸。


技术研发人员：高瑞翔 徐腾寅 苏颖 房鹤飞 杨青 刘睿
受保护的技术使用者：上海市质量监督检验技术研究院
技术研发日：2022.04.29
技术公布日：2022/8/30