2.3.3　水头监测系统

2.3.3　水头监测系统

水头监测系统主要包括水头测量装置（27只压力传感器）、信号转换装置（巡检仪）和信号输出装置（一台电脑）。27只压力传感器不均匀的分布于裂隙网络-管道模拟区。所用压力传感器由南京宏沐科技有限公司生产，型号为HM20-1-A1-F2-W2，测量范围为0～100kPa，精度为±0.25%FS，水压0.1cm。

首先，裂隙网络-管道模拟装置一侧装有27个不锈钢接口，压力传感器通过支架固定后一侧通过橡胶软管与不锈钢接口相连，另一侧与数据信号转换装置相连。压力传感器实物图、信号转换装置实物图分别如图2-12、图2-13所示。不将压力传感器与试验装置直接相连是因为压力传感器接口较大，而裂隙开度不大，不方便直接连接。压力传感器输出的电信号通过巡检仪装置转换为数字信号，最后通过电脑以Excel表格的形式输出，输出的时间序列间隔最小为1s。

图2-10　供水装置实物图

图2-11　供水装置示意图

采用固定水头对压力传感器进行校准，在某一个静水时刻，试验装置内水面线距地面的高度h，此时各个压力传感器的读数分别为x1，x2，…，xn，按照静止液体内部测压管水头处处相等的原则，静水水位与压力传感器读数之间的函数关系为

图2-12　压力传感器实物图

图2-13（一）　信号转换装置实物图

图2-13（二）　信号转换装置实物图

式中　a——系数；

b1，b2，…，bn——随机误差，数值为所测水位为0时，巡检仪显示的数值；

c1，c2，…，cn——压力传感器位置高度。

固定水头为167.5cm时，压力传感器校准结果见表2-3。

表2-3　压力传感器校准结果（h=167.5cm）