本技术涉及静力水准仪领域，具体为一种压力式静力水准仪。
背景技术：
1、高铁轨道、大坝、桥梁等大型结构物的表面基础、上部结构以及周边环境的变形反映了大型结构物的健康状况，对这些基础设施的结构进行沉降观测是成为行业的非常重要的日常工作。这些沉降变形数据对基础设施的运营维护、设计、管理以及科学研究提供重要的技术数据。压力式静力水准仪广泛的应用到监测中，压差式静力水准仪由储液容器、高精度压力芯体和电路模块、保护壳体、电源及信号接口、通液管接口、导气管接口等部件组成。静力水准仪沉降系统由多只同型号静力水准仪传感器组成，储液罐之间由导气管和通液管相连通，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。p是测量的压力，ρ是液体密度，g是重力加速度，h液体液面到传感器的距离，通常认为ρ和g是常量。则存在：
2、p＝ρgh，
3、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。但这种原理的静力水准仪中的压力传感器受到环境温度的影响，导致测量数据偏移。为了提高设备的精度，有大量的研究和专利采用不同的技术对测量的各个方面进行温度补偿。中国专利cn113932765a基于温度补偿的高精度静力水准仪及其温度补偿方法，通过校准后温度补偿传感器精度。cn113654518a一种高铁路基沉降监测静力水准仪的低温漂检测系统，通过压力闭环控制来对温差变化进行补偿。cn114383569a一种双参量补偿静力水准仪高精度装置，cn212779206u一种多源补偿的高精度静力水准仪,通过增加温度传感器来补偿温度漂移。
4、cn108692703a发种减少温度误差的静力水准仪及实现方法，通过增加传感器的稳定性。
5、经过大量的实践表明，精度除了受到静力水准仪内部传感器自身精度的影响，更为重要的是是受到，管线压力和液体的密度不均匀的影响。何晓业等人探讨了压力、水管中的温度梯度计钵体之间的温差对静力水准系统精度的影响，并通过理论计算提出了一个温度修正公式。但在实际应用中因环境的影响管线的温度变化规律很难找到，补偿效果不佳。
6、在实际应用中现有技术因温度的影响,尤其是管线不同位置的温度的差异，会导致液体的密度不均匀，即使在对整个管路进行保温的条件下，仍然不能消除温度的不均匀，并能造成3-5mm的误差，这些因素使得现有技术无法很好的对该测量。
7、总之，现有技术在应用中存在温度补偿效果不佳、精度低、受液体密度以及管线压力影响等问题，不能够很好的适用于沉降变形测量。
技术实现思路
1、基于此，本实用新型的目的是提供一种压力式静力水准仪，以解决上述背景技术中提出的技术问题。
2、为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种压力式静力水准仪，包括储液罐和静力水准仪，所述储液罐通过液体管道和气体管道依次连接多组静力水准仪，所述静力水准仪包括压力测量单元、第一微控制器和通讯接口，所述压力测量单元通过电气接口连接第一微控制器，所述通讯接口通过串行接口连接第一微控制器，所述第一微控制器实现数据处理以及协议转换功能。
3、通过采用上述技术方案，构成了一种用于沉降变形测量的压力式静力水准仪，尤其是一种低温漂、不受液体密度以及管线压力影响的沉降变形测量的压力式静力水准仪。
4、本实用新型进一步设置为，所述压力测量单元包括液体腔、液体接头、气体接头、第一压力传感器、第二压力传感器和信号处理板，所述液体腔内部固定设置有第一压力传感器和第二压力传感器，所述液体接头一端固定连接液体腔，所述液体接头另一端固定连接液体管道，所述气体接头一端依次固定连接第一压力传感器和第二压力传感器，所述气体接头另一端固定连接气体管道，所述第一压力传感器和第二压力传感器皆为差压传感器，所述第一压力传感器和第二压力传感器输出端通过电气接口连接信号处理板，所述信号处理板通过数字接口连接第一微控制器。
5、通过采用上述技术方案，通过上述各零件所组成的压力式静力水准仪搭建的系统，可根据测量得到的储液罐液体液面到传感器的距离，计算出各个点的沉降变形。
6、本实用新型进一步设置为，所述第一压力传感器和第二压力传感器安装距离为50-100mm，所述第一压力传感器和第二压力传感器采用高精度硅压阻传感器，且第一压力传感器和第二压力传感器测量范围不高于100kpa。
7、通过采用上述技术方案，确保第一压力传感器和第二压力传感器的使用准确性。
8、本实用新型进一步设置为，所述信号处理板包括第一信号放大器、第二信号放大器、第一模数转换电路、第二模数转换电路和第二微控制器，所述第一信号放大器通过电气连接第一模数转换电路，所述第二信号放大器通过电气连接第二模数转换电路，所述第一模数转换电路和第二模数转换电路通过电气连接第二微控制器，所述第一压力传感器输出的第二模拟信号32接入第一信号放大器，所述第二压力传感器输出的第一模拟信号31接入第二信号放大器。
9、通过采用上述技术方案，可实现对两路传感器的信号调理以及计算和处理。
10、本实用新型进一步设置为，所述信号处理板包括减法器、除法器和放大器，所述减法器依次连接除法器和放大器，所述第一压力传感器输出的第二信号分为两路，所述第二压力传感器输出的为第一信号，一路所述第二信号输出至减法器与第一信号做差，所述减法器输出的信号进入除法器与另一路第二信号相除，所述除法器输出的信号通过放大器得出第三模拟信号，所述放大器预设倍数。
11、通过采用上述技术方案，可实现用模拟信号调理技术进行信号调理。
12、本实用新型进一步设置为，所述压力测量单元的腔体包括液体腔、旋转轴、重垂和支撑底座，所述液体腔底端固定设置有重垂，所述液体腔一侧中部转动连接有旋转轴一端，所述旋转轴另一端固定连接有支撑底座，所述第一压力传感器、第二压力传感器和重垂连线处于铅锤方向。
13、通过采用上述技术方案，可实现第一传感器和第二压力传感器的自动数值功能。
14、本实用新型进一步设置为，所述重垂上设置有锁紧机构，所述锁紧机构采用螺钉固定。
15、通过采用上述技术方案，通过锁紧机构的设置，可使得第一压力传感器和第二压力传感器按铅锤方向固定。
16、本实用新型进一步设置为，所述压力测量单元上安装有第三传感器，所述第三传感器采用mems倾角计。
17、通过采用上述技术方案，通过mems倾角计的设置，可用于检测单元是否垂直，当倾斜一定角度，可以根据测量的数值，对第一传感器和第二传感器的间距进行调整，如第一和第二传感器连线和铅锤线的夹角为α，以上两个传感器间的距离a经过修正后降低装置对安装的要求。
18、本实用新型进一步设置为，所述第一微控制器和第二微控制器皆采用arm系列微控制器或51系列微控制器其中一种即可。
19、通过采用上述技术方案，通过上述微控制器的设置，可使得静力水准仪事先更加精密的运行效果。
20、本实用新型进一步设置为，所述通讯接口采用rs485接口或can bus总线接口其中一种即可，且通讯接口采用无线通讯模组。
21、通过采用上述技术方案，通过无线通讯模组的设置，可实现无线通讯。
22、综上所述，本实用新型主要具有以下有益效果：
23、1、本实用新型解决上述现有技术中存在的问题和不足，构成了一种用于沉降变形测量的压力式静力水准仪，尤其是一种低温漂、不受液体密度以及管线压力影响的沉降变形测量的压力式静力水准仪。
24、2、本实用新型能大幅提高系统精度。
25、3、本实用新型解决了现有技术在应用中存在温度补偿效果不佳、精度低、受液体密度以及管线压力影响等问题，能够很好的适用于沉降变形测量。
26、4、本实用新型在测量沉降变形方面具有极其重要的意义和重大的实际应用价值。
1.一种压力式静力水准仪，包括储液罐(1)和静力水准仪(2)，其特征在于：所述储液罐(1)通过液体管道(11)和气体管道(12)依次连接多组静力水准仪(2)，所述静力水准仪(2)包括压力测量单元(20)、第一微控制器(27)和通讯接口(28)，所述压力测量单元(20)通过电气接口连接第一微控制器(27)，所述通讯接口(28)通过串行接口连接第一微控制器(27)，所述第一微控制器(27)实现数据处理以及协议转换功能，所述压力测量单元(20)包括液体腔(21)、液体接头(22)、气体接头(23)、第一压力传感器(24)、第二压力传感器(25)和信号处理板(26)，所述液体腔(21)内部固定设置有第一压力传感器(24)和第二压力传感器(25)，所述液体接头(22)一端固定连接液体腔(21)，所述液体接头(22)另一端固定连接液体管道(11)，所述气体接头(23)一端依次固定连接第一压力传感器(24)和第二压力传感器(25)，所述气体接头(23)另一端固定连接气体管道(12)，所述第一压力传感器(24)和第二压力传感器(25)皆为差压传感器，所述第一压力传感器(24)和第二压力传感器(25)输出端通过电气接口连接信号处理板(26)，所述信号处理板(26)通过数字接口连接第一微控制器(27)。
2.根据权利要求1所述的一种压力式静力水准仪，其特征在于：所述第一压力传感器(24)和第二压力传感器(25)安装距离为50-100mm，所述第一压力传感器(24)和第二压力传感器(25)采用高精度硅压阻传感器，且第一压力传感器(24)和第二压力传感器(25)测量范围不高于100kpa。
3.根据权利要求1所述的一种压力式静力水准仪，其特征在于：所述信号处理板(26)包括第一信号放大器(33)、第二信号放大器(35)、第一模数转换电路(34)、第二模数转换电路(36)和第二微控制器(37)，所述第一信号放大器(33)通过电气连接第一模数转换电路(34)，所述第二信号放大器(35)通过电气连接第二模数转换电路(36)，所述第一模数转换电路(34)和第二模数转换电路(36)通过电气连接第二微控制器(37)，所述第一压力传感器(24)输出的第二模拟信号(32)接入第一信号放大器(33)，所述第二压力传感器(25)输出的第一模拟信号(31)接入第二信号放大器(35)。
4.根据权利要求1所述的一种压力式静力水准仪，其特征在于：所述信号处理板(26)包括减法器(43)、除法器(44)和放大器(45)，所述减法器(43)依次连接除法器(44)和放大器(45)，所述第一压力传感器(24)输出的第二信号(42)分为两路，所述第二压力传感器(25)输出的为第一信号(41)，一路所述第二信号(42)输出至减法器(43)与第一信号(41)做差，所述减法器(43)输出的信号进入除法器(44)与另一路第二信号(42)相除，所述除法器(44)输出的信号通过放大器(45)得出第三模拟信号(46)，所述放大器(45)预设倍数。
5.根据权利要求1所述的一种压力式静力水准仪，其特征在于：所述压力测量单元(20)的腔体包括液体腔(21)、旋转轴(51)、重垂(52)和支撑底座(53)，所述液体腔(21)底端固定设置有重垂(52)，所述液体腔(21)一侧中部转动连接有旋转轴(51)一端，所述旋转轴(51)另一端固定连接有支撑底座(53)，所述第一压力传感器(24)、第二压力传感器(25)和重垂(52)连线处于铅锤方向。
6.根据权利要求5所述的一种压力式静力水准仪，其特征在于：所述重垂(52)上设置有锁紧机构，所述锁紧机构采用螺钉固定。
7.根据权利要求1所述的一种压力式静力水准仪，其特征在于：所述压力测量单元(20)上安装有第三传感器(29)，所述第三传感器(29)采用mems倾角计。
8.根据权利要求1所述的一种压力式静力水准仪，其特征在于：所述第一微控制器(27)和第二微控制器(37)皆采用arm系列微控制器或51系列微控制器其中一种即可。
9.根据权利要求1所述的一种压力式静力水准仪，其特征在于：所述通讯接口(28)采用rs485接口或can bus总线接口其中一种即可，且通讯接口(28)采用无线通讯模组。
