Устройство для гидростатического нивелирования Советский патент 1983 года по МПК G01C5/04 G01C9/22 

Изобретение относится к измерительной технике,, в частности, к приборам для гидростатического нивелирования с дистанционной передачей информации.

Известен гидростатический уровень, содержащий заполняемый жидкостью сильфон, который взаимодействует своей подвижной частью с датчиком перемещений (I ,

Недостатком такого устройства является небольшой диапазон измеряеNMX уровней.

Известны гидростатические нивелиры, в сообщающихся сосудах которы установлены емкостные датчики 2 ,

Недостатком этих устройств является сложность крмпенсации паразитн емкости подводящих проводов, что зарудняет выполнение измерений с дистанционной передачей информации,

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является гидростатический нивелир, содержащи сообщающиеся по жидкости сосуды, в каждом из которых расположены электроды емкостных датчиков и автогенератор з .

, , Недостатком известного гидростатического нивелира является необходимость строгого учета температуры При высокоточных измерениях,с целью уменьшения (исключения погрешности измерений за счет температурных деформаций столба жидкости в каждом сосуде, .

Цель изобретения - повьииение. точности измерений путем уменьшения влияния температуры окружающей средаа.

Поставленная цель достигаете,. тем, что в устройстве для гидростатического нивелирования, содержащем сообщающиеся сосуды с рабочей жидкостью, электроды емкостных датчиков уровня, включенные в цепи автогенераторов, и вторичный прибор, в каждый сосуд помещен сообщающийся с ним стакан с сильфоном, один торец которого жестко соединен с копусом сосуда, а другой, подвижный торец.жестко соединен с расположенным в полости сильфона изолятором, на котором установлена пластина, образующая с корпусным торцом сильфона компенсационную электрическую емкость, внутренний объем снльфона заполнен диэлектриком с большой диэлектрической проницаемостью и высоким температурным коэффициентом объемного расширения, а электрод, образуюи1Ий одну из обкладок рабочей емкости, помещен между стенками ста кана и сосуда.

На фиг, 1 приведена принципиальная ахема устройства) на фиг. 2 эквивалентная электрическая схема колебательного контура устройства,

В устройстве для гидростатического нивелирования (фиг, l), содержащем сосуд 1 с рабочей жидкостью 2, имеется сообщающийся с сосудом отсек в виде стакана 3, внутри которого расположен сильфон 4, заполненный диэлектриком 5, Один торец сильфона жестко соединен с корпусом сосуда, а Д1эугой, подвижный торец сильфона, жестко соединен с расположенным в полости сильфона изолятором б, на котором установлена пластина 7, образующая с корпусным торцом сильфона компенсацион- , ную электрическую емкость. Между стенками стакана и сосуда помещен электрод 8, образующий рабочую емкость устройства, .

Катушка .9 индуктивности и конденсаторы 10 и 11 совместно с конструктивными конденсаторами рабочей и компенсационной ёмкостей образуют колебательный контур автогенератора 12, с которого сигналы подаются на вторичный прибор 13,

Конденсаторы 14 и 1J5 (фиг, 2) являются конструктивными, которые образуют соответственно рабочую и компенсационную емкости колебательного контура устройства.

Устройство работает следующим образом.

При изменении положения уровня рабочей жидкости 2 в сосуде 1 (например , в ре зультате изменения высоного положения сосуда) изменяется рабочая емкость конструктивного конденсатора 14, следствием чего является изменение частоты вырабатываемых автогенератором 12 электрических колебаний, что и регистрируется вторичным прибором 13, например частотомером. Если температура рабочей жидкости 2 не изменяется, неизменной остается и емкость конденсатора 15, Если, например, при неизменном положении сосуда 1 повысится температура рабочей жидкости 2, ПОЕ1ЫСИТСЯ и уровень рабочей жидкости; в сосуде, в результат чего увеличится емкость конденсатора 14, Одновременно с этим увеличится Объем диэлектрика 5 в сильфоне 4, что приводит к удалению пластины

7от корпусного торца сильфона, т.е к уменьшению емкости конденсатора 1

8итоге общая емкость колебательног контура останется неизменной,

Haoбopoт при уменьшении температуры рабочей жидкости 2 рабочая емкость конденсатора 14 снизится, однако сжатие диэлектрика 5 в сильфоне 4 приводит к сближению пластины 7.с корпусным торцом сильфона, т,е. к увеличению емкости конденсатора 1 В итоге общая емкость колебательног контура также останется неизменной. . , Емкость конденсатора 11 обычно берут большой и поэтому емкость колебательного контурп С определяется формулой .

Cn/(Cfc+ С„),

рае

С где С

рабочая емкость конструкpasтивного конденсатора 14, компенсационная емкость конструктивного конденсатора 15 J

Cft емкость добавочного конденсатора 10, предназна-( ченного для подстройки всего .колебательного контура ( обычно С п Cfe) . Подбирая форму и габариты сильфона 4,состав диэлектрика 5, а также форму и габариты обкладок paбочей емкости 14 и состав рабоче жидкости 2, можно добиться постоянства значения емкости колебательного контура устройства в широком температурном диапазоне.

Использование .предлагаемого устройства в системах гидростатического. нивелирования при высокоточных измерениях позволяет повысить производительность всего комплекса измерительных работ в 1,5-2 раза по сравнению с известным, за счет исключения необходимости выполнения измерений температуры в каждом сосуде и,.соответственно, освобождения оператора 9 вычислений температурных :поправок.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГИДРОСТАТИЧЕСКОГО НИВЕЛИРОВАНИЯ, содержащее сообщающиеся сосуды с рабо-сей жидкостью, электроды емкостных датчиков уровня, включенные в цепи автогенераторов, и вторичный прибор, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерений путем уменьиюния влияния температуры окружающей среды, в нем в каждый сосуд помещен сообщающийся с ним стакан с Сильфоном, один торец которого жестко соединен с корпусом сосуда, а другой, подвижный торец, жестко соединен с расположенным в полости сильфона изолятором, на котором установлена пластина, обраэуюш.ая с :корпусным торцом сильфона компен. садионную электрическую емкость, внутренний объем сильфона заполнен диэлектриком с боль&Ьй диэлектри.. ческой проницаег.юстью и высоким температурным коэффшдаеятом объемного расширения, а электрод, обраЭукяций одну из обкладок рабочей емкости, помещен между стенками стакана и сосуда.. :л ;о 4 N0 4;;

Ю

I

fS