Обратный отвес Советский патент 1983 года по МПК G01C15/10 

Изобретение относится к контрсшьноизмерительной техлике и может быть использовано при высокоточных инжене1 но-геодезических измерениях, например, при передаче ориентированного налравлекия с горизонта на горизонт. Известен отвес, предназначенный для проектирования точек с поверхности в шахту, который представляет собой проволоку с прикрепленным к ней грузом, помещенным в сосуд с жидкостью. Отвес опущенный в шахту, может быть О1:клонен от вертикального положения вследствие действия на проволоку и груз поперечного потока воздуха в стволе шах-злы. Для получения точностипо.пуче1шьгх при измерениях результатов измерения с отвесами производят при различных натяжениях проволоки, для чего HSi струну надевают необходимое количество сменных шайб. Отсутствие расхоядаения между измерениями указывает на неизменность внешних условий, например на отсутствие потоков воздуха в стволе шахты, на правильность балансировки системы отвес - груз, и позволяет умен шить систематические погрешности измерений. Наличие же расхождений в результатах свидетельствует о воздейс ВИИ на систему потоков воздуха Cll Недостатком данного устройства ив ляется продолжительное время измерени (до зо мин) из-за неустойчивого поло-жения струны отвеса, возникающего при одевании или снятии шайб. Известно также устройство, содержащее сосуд с жидкостью и поплавок в форме кольца. По центру цилиндра проходит штанга, связанная в верхней части с поплавком-якорем, а в нижней - с помощью крючка со струной, заделанной нижним концом в породу 2 . IНедостаток такого устройства состои в том, что нельзя проводить контроль устройства во время измерений, Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является обратный отЕ;ес, со держащий сосуд с жидкостью, поплавок в виде тороида вращения, скреш1е:шшый со струной с помощью специального уст ройства 3 . Существенным недостатком дшшого устройства является недостаточная точность измерений из-за нево:.1ржности учета изменений внещних условий в про цессе измерений, например потоков возцух&, действуклцих на струну. В результаты измерений входит систематическая погрешность вследствие влияния внешних условий. Целью изобретения является повьшюние точности измерений путем учета изменений внешних условий в процессе измереШ1й. Поставленная цель достигае-гся тем, что обрат1-1ый отвес содержащий сосуд, заполне шый жидкостью, ъ которую погружен поплавок,- скрепленный с одним из концов струны, другой конец которой жестко прикреплен к якорю, снабжен до полнительным поплавком, установленным с возможностью соосного соединения его с ocHOBiibiM поплавком посредством центрИ рующего механизма захвата и механизма соедине гия поплавков. Центрирующий механизм захвата вьтол нен в виде кольцевого паза на одном из поплавков и трех штырей на другом. На фиг, 1 ,и 2 показан вариант расположения поплавков один над другим, исходное и рабочее положения соответственно; на фиг. 3 - вариант коаксиально го расположения поплавков. Устройство содержит сосуд 1 (фиг. 1) заполне1шый жидкостью 2, в которую погружены два поплавка, основной 3 и допо.шгатепьный 4. Оба поплавка вьшолнены в форме тороидов. Основной поплавок посредством трубы 5 и коромысла 6 со-единен со струной 7. Для избежания пере- косев в момент натяжения струны точка крепления поплавка к струне должна ле жать на оси cIiMмeтpии поплавхса, вдоль которой направлены сила тяжести и БЫ- талкивающая сила поплавка, Допо тшитеяь. ный поплавок предназначен для изменеия выталкивающей силы, создаваемой ОСНОЕньш поплавком. Поплавки снабжены цент рИруЮЩИМИ ПрИСПОСоблеНИ51МИ для их СООС ного соещшения, которые могут быть вьь.полнены, напрюиер, в виде трех штырей 8, закрепленных по окружности на одном поплавке, и соответствующего им кольцевого конусного паза 9 на другом. Дополнительный поплавок в верхней своей части снабжен упорным цилиндром 10. Цилиндр и элементы соосного соединения поплавков должны быть закреплены на поплавках строго симметрично, чтобы не нарушать равновесия и не создавать перекосов в системе во время соединения поплавков. Соединение и разъединение поплавков производит с помощью нажимного диска 11 и нажимного винта 12, расположенного в центре крьшжи со- суда. Нижний конец струны прикреплен

к якорю 13, расположенному на исследуемом объекте,

В исходном ноложении (фиг. 2) струна нат1шута только одним основным поплавком, а дополнительный поплавок под действием нажимного винта 12 отделен от основного и упирается в дно сосуда 1.

Устройство работает следующюл образом.

Отворачивают нажимной винт 12, в результате чего дополнительный поплавок всплывает до соприкосновения с осi oBHbiM поплавком (фиг. 2), причем штыри 8 одного поплавка входят в центрирующий паз другого поплавка, образуя единую свободно плавающую систему. Выталкивающие силы поплавков складываются.

Такое вьтолнение устройства позволяет быстро (за 3-5 мкн) менять силу натяжения струны обратного отвеса и проводить измерения при различных натяжениях системы отвес - струна.

Предлагаемая констр5Тщия позволит в процессе измерений повысить точность измерений путем выявления влияния внешних условий, например потоков воздуха, 5 и тем самым избавит результаты измерений от возможности систематических погрешностей. Например, если прк натяжении основным поплавком и при натяже НИИ с дополнительным поплавком резуль- 10 таты измерений не превышают точности угловых измерений, то это свидетельствует об отсутствии изменений внешних условий. В этом случае в обработку пр1ШИ- маются оба измерения, что повышает точ15 ностъ в Т , где N - число повторных измерений. Если разница между измерениями при различных натяжениях превьш1ает допуск на точность угловых измерений, то это указывает на измене1ше 20 внешних условий. Измерения следует повторить, в противном случае итоговый результат будет искажен систематической ошибкой.

фиг.З

1. ОБРАТНЫЙ ОТВЕС, сод жащий cocyAi заполненный жидкостью. в которую погружен поплавок, скрепленный с одним из концов струны, другой конец которой жестко прикреплен к якорю, отличающийся тем, что, с целью повышения точности путем учета изменеш1й внешних условий в процессе измереггай, он снабжен дополнительным поплавком, установленным с возможностью соосного соединения его с основным поплавком посредством центрирующего механизма захвата и механизма соедине™ ния поплавков, 2. Отвес по п. 1, о т л н ч а ю -. щ и и с я теМ; что центрирующий механизм захвата вьшолнен в виде кольцевого паза на одном из поплавков и трех (. хйтырей на другом.