地埋式积水监测仪校准

1. 概述

地埋式积水监测仪主要用于城市道路、下穿桥隧、低洼区域的积水深度监测。该设备通常安装于地表以下，通过压力、超声波或光电原理感知水位变化。为保证监测数据的准确性与长期稳定性，需依据国家计量检定规程及产品技术手册对仪器进行定期校准。

2. 校准前准备

2.1 设备检查

检查仪器外壳密封性能，确认O型圈无老化、裂纹。

清理进水孔或压力感应膜片上的泥沙、油污及附着生物。

检查电缆护管有无破损，接头处防水胶泥是否完好。

确认设备ID与监控平台注册信息一致。

2.2 标准设备

液位校准：采用经计量检定的标准液位标定装置（如标准水深标定槽、精密光栅尺或激光测距仪），其扩展不确定度应不大于被校仪器最大允许误差的1/3。

压力校准：针对压力式传感器，配备精密气压计和标准压力表。

电参数：配备0.05级数字万用表，用于信号输出校验。

标准器需在有效期内，并具有有效的检定/校准证书。

2.3 环境要求

实验室校准应在标准标定槽内进行，水温均匀性误差不大于0.5℃。

现场校准应避免在暴雨、强雷电天气下进行。

环境温度控制在5℃~35℃，环境大气压记录作为修正参数。

3. 校准项目与方法

3.1 零点校准

将传感器置于空态（无水）环境中，确保感应面干燥。

对于压力式传感器，需进行大气压力补偿归零。

连续采集60秒数据，取平均值作为零点输出值。

零点漂移应不大于满量程的±0.1%。若超差，需通过软件或硬件进行零点调整。

3.2 示值误差校准

设定校准点：通常为满量程的10%、20%、40%、60%、80%、100%。

实验室法：在标准液位槽内注入对应深度的清水，待液面稳定后记录仪器输出值。

现场比对法：使用经检定的钢卷尺或测深杆测量实际水深，同时读取仪器输出值。

按公式计算各点示值误差：

Δh =  h 读  −  h 标

其中， h 读 为仪器读数， h 标 为标准器读数。

各点示值误差应符合技术指标（通常优于±1 cm或±0.5%FS）。

3.3 重复性校准

选择满量程的50%作为校准点。

在相同条件下重复测量6次，记录每次读数。

计算实验标准差 s，重复性误差按下式计算：

S r  =    FS   s   ×  100%

其中，FS为满量程值。

重复性误差应不大于0.2%。

3.4 响应时间校准

模拟水位阶跃变化（如从0突变为50%满量程）。

使用高精度计时器记录从水位变化开始到仪器输出值达到稳定值90%所需的时间。

响应时间应符合产品说明书要求（通常不大于2秒）。

3.5 压力式传感器专项校准

通气孔检查：确认导气管通畅，无积水堵塞。

大气压补偿：在不同大气压环境（如晴天与阴天，或利用气压箱模拟）下测量同一水深，验证内置气压补偿算法的有效性，补偿后误差应符合示值误差要求。

3.6 数据通信与报警功能检查

验证遥测终端（RTU）的数据采集间隔，误差应不大于±1秒。

模拟水位达到预设阈值（如10 cm、27 cm、50 cm），检查设备是否能触发本地报警及远程平台预警信号。

检查电池电压监测功能，低电量报警阈值误差应不大于±2%。

4. 校准数据处理

原始数据预处理应剔除因气泡、震动引起的粗大误差，剔除准则采用拉依达准则（3σ准则）。

液位修正需考虑水质密度差异（若非淡水）及温度引起的声速变化（针对超声波型）。

校准结果的不确定度评定依据JJF 1059.1-2012执行。

5. 校准周期

常规市政环境下的校准周期为12个月。

在泥沙含量高、易淤积或车流量大的路段，校准周期缩短至6个月。

设备维护、更换传感部件或经历严重洪涝灾害后，必须立即重新校准。

6. 校准记录与报告

校准记录应包含：设备编号、安装地点、校准日期、环境温度、大气压、标准器信息、各校准点原始数据、修正系数、不确定度分析及校准结论。

出具校准证书，明确给出示值误差、重复性、响应时间及合格判定。

记录保存期限不少于4年，电子数据需进行多重备份。

7. 注意事项

校准作业前必须切断设备供电，防止短路。

校准用水应保持清洁，避免杂质堵塞压力感应孔。

安装复位后，需再次检查密封性，确保防水等级达到IP68要求。

对于带自动清淤功能的设备，校准前需先进行清淤操作。