雙軸補償器

首先了解一下“補償”的概念，補償就是修正。這裏的 “單軸補償”和“雙軸補償”是指全站儀或電子經緯儀等測量儀器在沒有完全整平的情況下，通過雙軸補償器反饋回的傾斜角度，在一定的範圍內改正誤差，精確測量。因為測量時外界的環境（走步、過車……等）都會對儀器有影響，使儀器發生傾斜，而補償器正是在一定範圍內檢測傾斜角度變化，實時對這些輕微變化進行修正，使儀器保持水平垂直的測量狀態。

從原理上雙軸補償器可分為一下幾種：加速度型，電容效應型，光電效應型，精密光學檢測型四類。

理論基礎就是牛頓第二定律，根據基本的物理原理，在一個系統內部，速度是無法測量的，但卻可以測量其加速度，如果初速度已知，就可以通過積分計算出線速度，進而可以計算出直線位移。所以它其實是運用慣性原理的一種加速度感器。

當傾角傳感器靜止時也就是側面和垂直方向沒有加速度作用，那麼作用在它上面的只有重力加速度。重力垂直軸與加速度傳感器靈敏軸之間的夾角就是傾斜角了。

絕大部分集成測角IC都是利用這個原理來測量

原理很簡單，就是在透明腔體內灌入液體，並留有一個氣泡。腔體上面兩個金屬導電體和下面金屬導電體構成兩個可變地容器。當傳感器傾斜時液體向一側流動，造成兩金屬片之間的電容量發生變化。就是利用這個原理製作出了電容式傾角傳感器，簡單的設計就是，將這個可變電容接到振盪電路中，當電容量發生變化，振盪頻率跟着發生變化，進而得到傾斜角度。

光電型傾角傳感器測量過程與電容式傾角傳感器基本相同，只是檢測器件變成了硅光電池，檢測信號不再是電容而是電流。光電式傾角傳感器結構圖和硅光電池分佈圖如右，當液體位置發生變化時相對的兩個硅光電池輸出的電流將發生對稱變化，檢測這個電流就可以檢測出傾斜角度的變化。

這是近年新出現的一種方法，利用線陣CCD檢測，光學系統成像製作的傳感器，測量測量精度更高 2秒精度。典型產品有徠卡垂直軸液體補償器，博立亞BIA-2型雙軸補償器。

加速度傾角傳感器：

測量範圍大，精度較低，10秒--30秒，集成IC較多，使用方便。

電容式傾角傳感器：

測量精度較高，6秒精度，腔體易破碎，使用需小心。

光電式傾角傳感器：

測量精度較高，2秒精度，腔體由機械和鏡片組成，裝配較難，易出現液體外泄。

精密光學檢測型傾斜角度傳感器：

測量精度很高，1秒精度，甚至1秒以上，主要難度在機械加工上，因為光學質量好壞很大程度取決於機械精度

補償器的可靠性是由設計、製造、安裝及運行管理等多個環節構成的。可靠性也應該從這幾個方

面進行考慮。材料選擇對用於供熱管網的波紋管的選材，除應考慮工作介質、工作温度和外部環境外，還應考慮應力腐蝕的可能性、水處理劑和管道清洗劑對材料的影響等，並在此基礎上結合波紋管材料的焊接、成型以及材料的性能價格比，優選出經濟實用的波紋管制作材料。

一般情況下，選用波紋管的材料應滿足下列條件：

（1）高彈性極限、抗拉強度和疲勞強度，保證波紋管正常工作。

（2）良好的塑性，便於波紋管的加工成形，且能通過隨後的處理工藝（冷作硬化、熱處理等）獲得足夠

的硬度和強度。

（3）較好的耐腐蝕性能，滿足波紋管在不同環境下工作要求。

（4）良好的焊接性能，滿足波紋管在製作過程中的焊接工藝要求。

對於地溝敷設的熱力管網，當補償器所處管道地勢較低時，雨水或事故性污水會浸泡波紋管，應考慮選用

耐蝕性更強的材料，如鐵鎳合金、高鎳合金等。由於此類材料價格較高，在製造波紋管時，可以考慮僅在與腐蝕性介質接觸的表面增加一層耐蝕合金。

疲勞壽命設計由波紋管補償器的失效類型及原因分析可以看出，波紋管的平面穩定性、周向穩定性及耐腐

蝕性能均與其位移量即疲勞壽命相關。過低的疲勞壽命將會導致金屬波紋管穩定性及耐蝕性能下降。

疲勞壽命設計由波紋管補償器的失效類型及原因分析可以看出，波紋管的平面穩定性、周向穩定性及耐腐蝕性能均與其位移量即疲勞壽命相關。過低的疲勞壽命將會導致波紋管穩定性及耐蝕性能下降。根據試驗和使用經驗，用於供熱工程的波紋管疲勞壽命應不小於1000次。

波紋管不能承重，應單獨吊裝；除設計要求預拉伸或冷緊的預變形量外，嚴禁用使波紋管變形的方法來調整管道的安裝偏差；安裝過程不允許焊渣飛濺到波紋管表面和受到其他機械性損傷；波紋管所有活動元件不得被外部構件卡死或限制其活動部位正常工作。

大多數波紋管的失效是由外部環境腐蝕造成的，因此在進行補償器的結構設計時，可考慮隔絕外部腐蝕介質與波紋管的接觸。如對於外壓軸向型補償器可在出口端環與出口管之間增加填料密封裝置，其作用相當於套筒補償器，既可抵擋外部腐蝕介質的侵入，又給波紋管補償器增加了一道安全屏障，即使波紋管破壞，補償器還可以起到補償作用並避免波紋管失效。

補償器又有金屬補償器和非金屬補償器，根據介質用途不同，還可以分專業防腐補償器和耐高温補償器。