壹、核(he)心(xin)原理：從(cong)振動(dong)到電(dian)信號(hao)的轉(zhuan)換

 

　　振弦式(shi)土(tu)壓力(li)計的核(he)心(xin)部件是壹根張緊(jin)的細金(jin)屬(shu)弦（振弦）與電(dian)磁激(ji)勵(li)線圈(quan)。其工(gong)作(zuo)原理基(ji)於“弦的固(gu)有(you)頻(pin)率與張力(li)成正(zheng)比(bi)”的物(wu)理特性：當土(tu)壓力(li)作(zuo)用(yong)於儀器(qi)承(cheng)壓膜時，膜(mo)體(ti)發(fa)生(sheng)微小形(xing)變(bian)，通過機械結(jie)構(gou)將(jiang)壓力(li)傳(chuan)遞(di)至(zhi)振弦，改變(bian)其初始(shi)張力(li)；此(ci)時，若(ruo)對振弦施(shi)加(jia)脈(mai)沖電(dian)流(liu)激(ji)勵(li)，振弦會(hui)因(yin)張力(li)變(bian)化(hua)產生(sheng)不(bu)同(tong)頻(pin)率的機(ji)械振動(dong)，該振動(dong)被同(tong)壹線圈(quan)或(huo)拾振裝置捕獲(huo)並(bing)轉換為(wei)電(dian)信號(hao)，最(zui)終輸(shu)出與壓力(li)壹壹對應的頻(pin)率值(zhi)。由(you)於頻(pin)率信(xin)號(hao)抗幹(gan)擾能(neng)力(li)強(qiang)、穩定(ding)性高(gao)，這壹轉換過(guo)程(cheng)大(da)幅提(ti)升了測(ce)量(liang)精(jing)度。

 

　　二(er)、結(jie)構(gou)設(she)計：隔(ge)離(li)幹(gan)擾，聚焦(jiao)真(zhen)實(shi)應力(li)

 

　　為(wei)實(shi)現(xian)精(jing)準(zhun)監測，振弦式(shi)土(tu)壓力(li)計的結(jie)構(gou)設(she)計需解(jie)決(jue)兩大(da)關(guan)鍵問題：壹是隔(ge)離(li)非目標(biao)應(ying)力(li)幹(gan)擾，二(er)是(shi)確保壓力(li)傳(chuan)遞(di)的準(zhun)確性。其典型結構(gou)包括承(cheng)壓膜、傳力(li)柱(zhu)、振弦系統(tong)及(ji)密封外殼(ke)。承(cheng)壓膜直接(jie)接觸(chu)土(tu)壤(rang)，采(cai)用高(gao)強(qiang)度合金(jin)材質(zhi)以(yi)抵抗腐蝕(shi)與變(bian)形(xing)；傳力(li)柱(zhu)設(she)計為(wei)剛性連(lian)接，避免壓力(li)傳(chuan)遞(di)中(zhong)的損(sun)耗(hao)或(huo)失真(zhen)；內部填(tian)充(chong)惰性氣(qi)體(ti)或(huo)低壓縮性介質（如(ru)矽(gui)油），可(ke)緩沖溫度波(bo)動(dong)引(yin)起(qi)的熱(re)脹(zhang)冷(leng)縮，同(tong)時隔(ge)離(li)外(wai)部(bu)水汽(qi)與雜質(zhi)侵入，保護振弦系統(tong)免(mian)受環(huan)境(jing)侵蝕(shi)。部(bu)分(fen)型(xing)號(hao)還(hai)內置溫度傳(chuan)感器，通過軟件補償(chang)溫(wen)度對振弦彈(dan)性模量(liang)的影(ying)響(xiang)，進(jin)壹步提(ti)升長期(qi)穩定(ding)性。

 

　　三(san)、精準監測(ce)的實(shi)現(xian)路(lu)徑(jing)

 

　　振弦式(shi)土(tu)壓力(li)計的“精(jing)準(zhun)”源(yuan)於多重技(ji)術(shu)保障(zhang)：其壹，頻(pin)率輸(shu)出的高(gao)分(fen)辨率（可(ke)達0.1Hz級(ji)）使(shi)其能(neng)捕(bu)捉土(tu)壤應(ying)力(li)的微小變(bian)化(hua)；其二(er)，全(quan)焊接(jie)密(mi)封(feng)結構(gou)與抗沖擊設(she)計，適應復雜工(gong)況(kuang)下(xia)的長期(qi)埋(mai)設(she)；其三(san)，配(pei)套的采(cai)集系(xi)統(tong)可(ke)通過多通道同(tong)步采(cai)樣(yang)與數(shu)字濾波(bo)算法，消除(chu)噪聲(sheng)幹(gan)擾，還原(yuan)真(zhen)實(shi)的應(ying)力(li)-時間(jian)曲(qu)線(xian)。實(shi)際應(ying)用(yong)中(zhong)，只(zhi)需(xu)將(jiang)儀(yi)器埋(mai)入待(dai)測(ce)土(tu)層(ceng)，通過電(dian)纜或(huo)無線(xian)模塊連接監(jian)測(ce)系統(tong)，即(ji)可(ke)實(shi)現(xian)24小(xiao)時連(lian)續(xu)監測，為(wei)工(gong)程(cheng)預(yu)警提(ti)供(gong)實(shi)時數(shu)據(ju)支(zhi)撐。