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成都科大勝英科技有限公司
中級(jí)會(huì)員 | 第6年

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傳感器
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孔隙水滲透壓力傳感器的介紹

時(shí)間:2025/3/18閱讀:272
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一、基本組成

  1. 傳感器主體

    • 通常由不銹鋼、鈦合金或陶瓷等耐腐蝕材料制成,適應(yīng)地下或水下惡劣環(huán)境。

  2. 透水石(透水元件)

    • 位于傳感器前端,允許水分子自由通過,同時(shí)阻擋固體顆粒,確保壓力傳遞的準(zhǔn)確性。

  3. 壓力感應(yīng)元件

    • 核心部分,常見技術(shù)包括壓阻式、振弦式、光纖式或電容式,將水壓轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。

  4. 信號(hào)處理模塊

    • 內(nèi)置電路將原始信號(hào)放大、濾波并轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)輸出(如4-20mA、RS485、數(shù)字信號(hào)等)。

  5. 電纜與密封結(jié)構(gòu)

    • 防水電纜和多重密封設(shè)計(jì),保障長期穩(wěn)定性和抗干擾能力。


二、工作原理

孔隙水通過透水石進(jìn)入傳感器腔體,作用于壓力感應(yīng)元件(如薄膜或振弦)。壓力變化導(dǎo)致感應(yīng)元件形變或頻率變化,進(jìn)而轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。通過標(biāo)定,電信號(hào)與孔隙水壓力值形成線性關(guān)系,最終輸出為可讀數(shù)據(jù)。


三、主要應(yīng)用場景

  1. 土木工程

    • 地基沉降監(jiān)測、基坑支護(hù)、隧道施工中的孔隙水壓力實(shí)時(shí)監(jiān)測。

    • 邊坡穩(wěn)定性分析,預(yù)警滑坡風(fēng)險(xiǎn)。

  2. 水利工程

    • 大壩、堤防的滲流壓力監(jiān)測,評(píng)估防滲系統(tǒng)有效性。

  3. 環(huán)境監(jiān)測

    • 地下水動(dòng)態(tài)觀測、污染物遷移研究。

  4. 地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警

    • 山體滑坡、泥石流等災(zāi)害的前兆監(jiān)測。


四、技術(shù)特點(diǎn)

  1. 高精度與靈敏度

    • 分辨率可達(dá)0.1kPa,適應(yīng)微小壓力變化檢測。

  2. 長期穩(wěn)定性

    • 采用溫度補(bǔ)償技術(shù),減少環(huán)境溫度漂移影響。

  3. 耐腐蝕性

    • 適用于海水、酸堿環(huán)境,壽命可達(dá)10年以上。

  4. 抗干擾能力

    • 電磁屏蔽設(shè)計(jì),適應(yīng)復(fù)雜電磁環(huán)境。

  5. 多樣化安裝方式

    • 可埋入式、鉆孔式或表面安裝,適配不同場景。


五、選型與使用注意事項(xiàng)

  1. 選型參數(shù)

    • 量程:根據(jù)預(yù)估壓力范圍選擇(如0-1MPa、0-5MPa)。

    • 精度:通常為±0.1%FS至±0.5%FS。

    • 輸出信號(hào):模擬信號(hào)(4-20mA)或數(shù)字信號(hào)(Modbus、RS485)。

    • 環(huán)境適應(yīng)性:溫度范圍、防護(hù)等級(jí)(IP68常見)。

  2. 安裝要點(diǎn)

    • 透水石需充分飽和,避免氣泡影響測量。

    • 傳感器應(yīng)與被測介質(zhì)緊密接觸,減少應(yīng)力干擾。

    • 電纜需固定防護(hù),防止機(jī)械損傷。

  3. 維護(hù)與校準(zhǔn)

    • 定期檢查透水石是否堵塞,必要時(shí)清洗或更換。

    • 每年進(jìn)行一次實(shí)驗(yàn)室校準(zhǔn),確保數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性。


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