Система гидродинамического нивелира Советский патент 1983 года по МПК G01C5/04 G01C9/22 

Изобретенне относится к измерительной технике, а именно к геодезическим измерениям, к устройствам для определения нревыгаений с номоР1ью сообщающихся сосудов, наполненных однородной токонровохЕят.ей жидкостью и может быть использовано для систематических измерений осадок промьпилеиных и других сооружений. Известны гидронивелиры, содержащие сообщающиеся сосуды с располо. женными в них электродами регистра:Ции уровня жидкости, измерительным сЬсудом, подъемно-кодовым механизмом и блоком обработки информации, электрически соединенным с электродами и подъемно-кодовым механизмом Г i 2 и ГЗ . Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату являетсяустройство систе мы гидродинамического нивелира, содержащее измерительный и сообщагадиеся сосуды с электродами, которые сое динены с измерительным блоком, находяЩимсн на пульте управления, подъем ный механизм измерительного сосуда и гибкие шланги для соединения его с системой сосудов 4}. В таком устройстве в процессе непрерывного подъема жидкости во всех сосудах системы измерение (отсчет ) уровня Б том или ином сосуде производят по o6r;eNry измерительному сосуду с Момента начала движения жидкости в системе до момента контакта ее с неподвижным осевым верхним контактным электродом того или иного со суда. При движении жидкости по трубам к сообщаюи1Д1мся сосудам возникают местные сопротивления жидкости и сопротивления по длине, которые задерживают одновременный (на одном уровн подъем ее к электродам. В этой связи данной системой невозможно проводить нивелирование опор объекта с точностью до + 0,1 мм в соответствии с его техническими требованиями(±0,5 мм Цель изобретения - повышение точности юстировки системы для одновременного нивелирования всех опор сооружения и уменьшение колебания жидкости в системе при юстировке. Указанная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем изме рительный и сообщаю15иеся сосуды-датчики с электродами, которые соединены с измерительным блоком, находящим ся на пульте управления, подъемный механизм измерительного сосуда и гибкие яшанги для соединения его с сист мой сосудов, каждый сосуд-датчик снабжен установочным индикатором Электр контакта жидкости с электро.дом, выполненным из несимметричного муль ивибратора, на выходе которого включен звуковой и световой регистраторы, в воздушный трубопровод каждого сосуда-датчика введен мехашг-1еский регулировочный клапан со стопорной гайкой и конусной головкой, а измерительный сосуд снабжен в крьшке кольцевой направляющей с подшипником и внутрь этого сосуда помещен кольцевой поплавок с центральным ттоком, при этом нижняя часть штока жестко скреплена с поплавком, а верхняя установлена в подшипник кольцевого направляющего стакана крышки измерительного сосуда, один вход мультивибратора подключен к основанию сосуда-датчика, другой - к электроду, а вход питания мультивибратора подключен к выходу питания пульта управления. На фиг. 1 показана принципиальная схема всей системы гидродинамического нивелира ГДН ; на фиг. 2 - устройство регулировочного клапана; на фиг. 3 - устройство установочного индикатора, Система содержит жидкостной трубопровод 1 подъемно-кодовый механизм 2, измерительный сосуд 3, пенопластовый кольцевой поплавок 4, направляющий подшипник 5, шток 6 поплавка, воздушный трубопровод 7, механический регулировочный клапан 8, контргайку 9,электрода, установочную гайку 10 электрода, диэлектрический вкладыш 11, электрод 12, штаиfy 13, опоры объекта, кабель 14 питания и регистрации электроконтакта электрода с жидкостью, пульт 15 упавления, установочный индикатор 16, сосуд-датчик 17, основание 18 регулировочного клапана, контргайку 19 регулировочного клапана, регулировочную головку 20 клапана, ЁИНТ 21 регулировочного клапана, Клапанную конусную головку 22, несимметричный мультивибратор 23, индикатор 24 контакта (световой и звуковой). Система работает следующим образом. Методом геометрического нивелирования устанавливают штанги опор на одном уровне. Заполняется система 3. токопроводящеп жидкостью по трубопроводу 1 при поднятом измерительном баке до электрсконтакта всех электро дов 12 с жидкостью. Затем включают подъемно-кодовое устройство 2 и устанавливают измерительный бак у нижнего положения ( не доводя 5 мм ), после чего добавляют токопроводяпую жидкость до электроконтакта любого датчика и после установки уровня жидкости на одном уровне во всех сообщающихся сосудах производят устано ку всех электродов 12 на одном уровне. Для этого подключают-один вход установочного индикатора к электроду 12, а другой - к основанию металлического стакана-датчика. Затем включают пультом 15 управления питание установочного индикатора и устаноновочной гайкой 10 устанавливают до электроконтакта с жидкостью электрод 12, о чем сигнализирует световой и эвукдвой информацией индикатор 24 контакта за счет срабатывания несимметричного мультивибратора 23. После установки на одном уровне всех электродов измерительный сосуд опускают в нижнее конечное положение, вьшодя из электроконтакта все датчики. Затем один из электродов датчик ближайшего к измерительному баку, устанавливают на 1 мм ниже остальных электродов для запуска счетчиков вс электродов и включают подъемно-кодо вый механизм 2 для подъема измерител ного сосуда 3. Жидкость из измерител кого сосуда поступает в сосуды-датчи ки 17 и последовательно (с запаздыванием) контактирует с электродами 12. Для одновременного срабатьшания всех датчиков ослабляют контргайку 19 регулировочного клапана и регулировочной головкой 20 клапана уменьшают вьтходное воздушное отверстие в воздушный трубопровод 7 клапанной конусной головкой 23 у всех датчиков последовательно, экспериментально пр веряя срабатывание всех электродов системы гидродинамического нивелиро в ания. После отладки срабатывания всех электродов одновременно система готова к контролю положения опор объекта. Для уменьшения колебания жидкости в системе в измерительный сосуд введен поплавок 4 со штоком и направляющим подшипником 5. Технические преимущества изобретения по сравнению с известным устро 724 ством заключажтся в том,что повышенл точность одиовре1.1енного нивелирования всех опор объекта за счет уменьшения колебательных процессов в измерительном сосуде вводом кольцевого пенопластового псллавка А со штоком 6 II направляюо5им подшипником 5 штока, созданием равномерного, на одном уровне, подъема жидкости во всех сосудах за счет введения регулировочного воздушного клапана 8 в каждом сосудедатчике 17 и в установке электродов на одном уровне при подготовке системы к работе путем ввода установочного индикатора 16 к электроду 12 и корпусу сосуда-датчика 17. Экономический эффект от внедрения предлагаемой системы по сравнению с прототипом заключается в том, что снижено время на обработку результатов измерений, связанное у прототипа с расчетом поправочных величин запаздьшания, связанных с изменением .плотности жидкости, температуры, кинематической вязкости, смачиваемости и др. При ежедневных. измерениях вычислительные работы по подсчету поправок для 14 опор могут занимать около 1 ч. В этом случае годовой экономический эффект составит f при 250 рабочих днях)750 руб. За .базовый, объект принято устройство системы гидродинамического нивелира, содержащее измерительный, и сообщающиеся сосуды с электродами, которые соединены с измерительным блоком, находярцшся в пульте управления, подъеьшый механизм измерительного сосуда и гибкие щланги для соединения его с системой сосудов 4. I Анализ работы базового объекта показал, что в процессе производства измерений превышений происходит запаздывание перемещения жидкости по длине тпубопровода. В этом случае для производства нивелирования опорных поверхностей различных сооружений и агрегатов необходимо иметь TO4i«iie сведения о времени за- паздьш ания жидкости к каждому электроду сосуда и величину счетных импульсов, которые будут отсчитаны кодовым устройством за время запаздывания. Последние данные получают из экспериментов для различных температур и в каждое измерение вводят пересчетом поправки, что занимает около 1 ч для 14 опорных поверхностей.

Предлагаемая система обеспечивает одновременное нивелирование любого количества опор при любой длине трубопроводй системы сосудов беэ вычислительных опершдий и может быть использована для нивелирования различных опорных поверхностей металлоKOHCTpyKiJffiu и строительных объектов.

CHCTEIIA ГИДРОДИНАШ1ЧЕСКОГО НИВЕЛИРА, содержащая измерительный и сообщающиеся сосуды-датчики с электродами, которые соединены с измерительным блоком, находящимся на пульте управления, подъемный механизм измерительного сосуда и гибкие шланги для соединения системой сосудов , отлич агощаяся что, с целью поБьппения точности юстировки системы для одновременного нивелирования всех опор сооружения и уменьшения колебания жидкости при юстировке в ней, каждый сосуд-датчик снабжен установочным индикатором электроконтакта жидкости с электродом, выполненным из несимметричного мультивибратора, и на вьтходе которого включен звуковой и световой регистраторы, в воздушный трубопровод каждого сосуда-датчика введен механический регулировочный клапан со стопорной гайкой и конусной головкой, а измерительный сосуд снабжен в крышке ё кольцевой направляющей с подшипником (Л и внутрь этого сосуда помещен кольцевой поплавок с центральным штоком, при этом нижняя часть штока жестко скреплена с поплавком верхняя установлена в годп)ипник кольцевого направляющего стакана крьшгки измерительного сосуда, один вход мультивибратора подключен к основанию соел суд л-датчик а, другой - к электроду, а вход питания мультивибратора подCAD ключен к выходу питания пульта уп ю равления.

22

8

Риг. 2

(Риг. 3