DLT1086-2008 光电式(CCD)静力水准仪

光电式（CCD）静力水准仪 1 范围 本标准规定了光电式（CCD）静力水准仪（以下简称 CCD 静力水准仪）的产品规格、技术要求、 试验方法、检验规则和标志、包装、运输、储存。 本标准适用于大坝及其他岩土工程安全监测中应用连通管法（即流体静力水准法）测量垂直位移的 CCD 静力水准仪的设计、生产、试验、使用、维护及仲裁检验。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有的 修改单（不包括勘误的内容）或修订版均不适用于本标准。然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究 是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。 GB/T 191 包装储运图示标志 GB/T 7261 继电器及装置基本试验方法 GB/T 7665 传感器通用术语 DL/T 478 静态继电保护及安全自动装置通用技术条件 DL/T 5211 大坝安全监测自动化技术规范 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本标准。 3.1 分辨力 resolution 传感器在规定测量范围内可能检测出的被测量的最小变化量。 3.2 基本误差 intrinsic error 在正常试验条件下仪器仪表的示值误差。 4 基本原理和产品规格 4.1 基本原理 CCD 静力水准仪是采用 CCD 器件（电荷耦合器件）实现的一种非接触式高精度自动化位移测量设 备，根据连通管内液面保持自然水平的原理，能够通过浮子标杆的上下相对移动在 CCD 上产生投影而 测出各测点液面垂直位移变化，经与参考点液面位移变化的比较，计算出各测点的相对垂直位移。CCD 静力水准仪的基本测量原理如下：当一束光照向 CCD 时，CCD 静力水准浮子的标杆在 CCD 上产生一 个投影，CCD 的像元将光强转换成电荷量存储。CCD 驱动器产生相应逻辑时序将电荷信息移出，输出 信号经过处理后，算出 CCD 静力水准仪浮子标杆的准确位置，据此得到测点液面的位移值，结果由通 信接口发送到监测计算机或其他外接设备，原理框图如图 1 所示。 4.2 产品规格 CCD 静力水准仪的产品规格见表 1。 5 技术要求 5.1 环境条件 5.1.1 正常工作条件 a） 环境温度为−20℃～60℃。 b） 相对湿度≤95％。 c） 大气压力为 53kPa～106kPa。 5.1.2 正常试验条件 a） 环境温度为＋15℃～＋35℃。 b） 相对湿度为 25％～75％。 c） 大气压力为 86kPa～106kPa。 5.1.3 仲裁试验条件 a） 环境温度为 20℃±2℃。 b） 相对湿度为 45％～55％。 c） 大气压力为 86kPa～106kPa。 5.2 性能参数 CCD 静力水准仪的性能参数应满足以下要求： a） 通信接口：满足 DL/T 5211 中有关要求。 b） 分辨力 k≤0.02mm。 c） 基本误差 δ1≤0.5％F·S。 d） 不重复度 δ2≤0.25％F·S。 e） 滞后误差 δ3≤0.25％F·S。 f） 工作电源：满足 DL/T 5211 中 6.1.2 有关要求。 5.3 绝缘电阻 CCD 静力水准仪的交流输入回路与外壳之间绝缘电阻值应大于 50MΩ。 5.4 抗电强度 CCD 静力水准仪的交流输入回路与外壳之间介质强度应满足 DL/T 478 的要求。 5.5 抗电磁干扰 CCD 静力水准仪应具备抗电磁干扰的能力，在发生干扰后数据应不丢失、不失真，保证装置正常 运行。 5.6 稳定性 CCD 静力水准仪静置一个月，其漂移量 δd≤0.5％F·S，且绝缘性能满足 5.3 的要求。 5.7 连续通电 CCD 静力水准仪出厂前，应进行不少于 72h 连续通电试验。通电结束后，CCD 静力水准仪应能正 常工作。 5.8 耐运输颠振性能 CCD 静力水准仪在运输包装的情况下，经运输颠振试验后，其性能仍应满足 5.2 和 5.3 的要求。 5.9 外观及其他 CCD 静力水准仪的外壳应没有锈斑、明显划痕及凹陷损伤，紧固件应无松动。 6 试验方法 6.1 主要试验设备 a） 专用标定设备、固定夹具。 b） 零级千分表，0～50mm 零级百分表，数显卡尺：量程 150mm，示值误差≤±0.03mm。 c） 500V 兆欧表、耐压测试仪。 d） 环境试验箱，温度偏差不大于±2℃，相对湿度偏差不超过±2％。 e） 运输颠震试验台，加速度变化大于 3g。 6.2 性能参数检验 6.2.1 通信接口试验 在正常试验条件下，将 CCD 静力水准仪与计算机连接，CCD 静力水准仪对通信指令能正常响应， 则 CCD 静力水准仪通信接口满足 5.2.1 的要求。 6.2.2 分辨力试验 在正常试验条件下，将 CCD 静力水准仪安放在专用标定设备上，在 CCD 静力水准仪的（0＋2mm）、 L/2、（L−2mm）量程处（L 为 CCD 静力水准仪满量程值），用以下方法分别试验：先由千分表按 5.2.2 规定的分辨力最大值为步长缓慢给出位移，然后用 CCD 静力水准仪测量，记录测量结果，如此连续往 同方向共进行 5 次。CCD 静力水准仪在 3 个量程处测量结果的变化趋势都是单调的，则 CCD 静力水准 仪的分辨力满足 5.2.2 的要求。 6.2.3 基本误差试验 在正常试验条件下，将 CCD 静力水准仪安放在专用标定设备上，CCD 静力水准仪位移由百分表或 数显卡尺给出。将 CCD 静力水准仪的测量范围平均分成 4～10 挡，从零位开始逐挡进给位移至满量程 （上行），记录每档测得的结果，再依次返至零位（下行）同样记录每档测得结果，如此共进行 3 次循环。 按下列方法计算其基本误差 δ1。