Гидронивелир Советский патент 1984 года по МПК G01C5/04 G01C9/22 

О) vj

. Изобретение относятся к иамёритепьной технике, в частности к геоцеэическим приборам, прецназначенным ппя измерения превышений ипи относительных вертикальных смешений межцу контропия руемыми точками наблюдаемого объекта Известны гицронивепиры, в которых измерения уровня произвоцят посрецство изменения газового аавления в отсеках кажаого сообщающегося сосуца, соединенных с камерой павпения i1 . Наиболее близким к изобретению по технической суидаости и достигаемому результату является гидронивелир, в котором устройством для изменения уровн жидкости в сообщающихся сосудах спу жит камера газового аавления, соединенная с измерительной частью каждого из сосудов, выполненной в виде по груженной в жидкость пьезометрической трубки с закрепленным в ее верхней части регистратором уровня жидкости 2. Основным недостатком известных устройств является низкая точность измерений, вызванная непостоянством значения цены деления отсчетного устройства (цены счетного импульса) в пределах всего измеряемого диапазона , Цепь изобретения - повышение точности измерений. Указанная цель достигается тем,. Hto в гидронивелир, содержащий заполненные жидкостью сообщающиеся сосуды в каждом из которых, уставов лена пог женная в жидкость пьезометрическая трубка с закрепленным в ее верхней части регистратором уровня жидкости, подключенным к блоку обработки информации, насос и рабочую камеру давления введена вспомогательная камера давления, содержащая клапан с дроссельным выпускным отверстием и сообщающаяся газопроводами с внутренними объемами пьезометрических трубок и рабочей камерой давления, причем в газопроводе, Ьоедин1иощем рабочую и вспомолатепьную камеры давления, установлен клапан а пьезометрическая трубка одного из сообщающихся сосудов снабжена дополнительным регистратором уровня жидкое тп, установленным по вертикали на рао стоянии от основного регистратора, равном ПЁсапазону измеряемых превышений. На чертеже приведена приншшиальна: схема гкпронивепира. Гидронивешф содержит сообщающиеся между собой сосуды 1 и 2, заполненны 47 рабочей жидкостью 3, в каждом сосуде установлена вертикально пьезометричеокая трубка 4, погруженная своим ниж ним корцом в жидкость так, что пьезометрическая трубка и стакан сосуда сообщаются друг с другом по жидкости в пределах всего рабочего диапазона. Газовые (воздушные) объемы сосудов с помощью газопроводов соединены с рабочей камерой 5 давления, к которой через клапан 6 подсоединен насос 7. Внутрш1ше объемы пьезометрических трубок сообщаются с вспомогательной камерой 8 давления, содержащей клапан 9 с дроссельным вьшускным отверстием. Рабочая и вспомогательная камеры да& нения соединены одна с другой газопроводом, в котором установлен клапан Ю. В пьезометрической трубке одного из сосудов расположены два регистратора 11 и 12 уровня жидкости в виде игольчатых электродов, острия которых разнесены по вертикали на расстояние L, равное диапазону измеряа1 гых превышений. Пьезометрическая трубка другого сосуда содержит только один регистратор 13 уровня жидкости, выполненный также в виде игольчатого электрода. Всё регистраторы уровня жидкости за& реппены на герметичных изоляторах и соединены проводами связи с блоком обработки информации, в состйв которого входят формирователь 14 стартового (разрешающего) потенциала, формирователи 15 и 16 стопового (запрещающего) потенциала, генератор 17 импульсов, схемы18 и 19 совпадения и счетчики 20 и 21 импульсов. Гидронивелир работает следующим образом. При закрытом 9 и открытых 6 и 10 клапанах с помощью насоса 7 нагнетают газ (воздух) в рабочую 5 и вспомогательную 8 камеры давления. При этом в сосудах 1 и 2 и в обеих пьезометрических трубках 4 поверхность жидкости находится на одном уровне (при равенст ве температуры в обоих сосудах), так как давление газа (воздуха) в сосудах и пьезометрических трубках одинаково. По достижении необходимого значения давления в камерах 5 и 8, что контролируют по шкале манометфа (не показан), за1фывают клапаны 6 и 10 и открывает клапан 9, Размеры вспомогательной камеры 8 давления и дроссельного отверстия в клапане 9 подобраны таким образом, чтобы уменьшение давления в пьезометрических трубках протекало практически с постоянной скоростью. Пр этом в кажцом сосуце жидкость перетек ет из стакана в пьезометрическую трубку, гце уровень жицкости равномерно поянимается, цостигая поочерецно регис раторов уровня, жицкости. В момент фиксации уровня жицкости регистратором 11 уровня формировав. . тепь 14 вырабатывает электрический потенциал раьрешения, который поступае на первые вкоцы скем 18 и 19 совпац ния и счетные импупьсы, поступая с ге ратбра 17 на вторые вхоцы схем 18 и 19 совпадения, прокоаят на счетчики 20 и 21 импульсов. В момент касания поверхностью жи1хкости регистратора i3 уровня, формирователь 16 вырабатывает электрический потенциал запрета, который поступает на третий вхоа схемы 19 совпадения и запирает ее. При этом прекращается прохождение счетных импульсов на счетчик 21, на к тором фиксируется некоторое число импульсов NKI пропорциональное высоте Ъ перемещения уровня жидкости в льезометрической трубке сосуда 2 относительно уровня жидкости, зафиксированного регистратором 11 уровня. При фиксации уровня жидкости, регистратором 12 уровня формирователь 15 . вырабатывает электрический потенциал запрета, который поступает на третий вхоц схемы 18 совпадения и запирает ее , прекращая прохождение счетных импульсов на счетчик 20, на котором фиксируется число импульсов NQ. По окончании замера закрывают клапан 9 и открывают клапан 10, в результате чего аавления газа (воздуха) в рабочей и вспомогательной цавления выравннвакугся и свстема приходит в исходное состояние. При постоянной частоте t спеаоба ния счетных импу1п сов вепичина Ефешшения Ь между регистраторами 13 в 11 уровня жидкости определяется по формулеi, , NГ rue i, расстояние межцу ост1Я1ями электродов фиксаторов 11 и 12 уровня жидкости; число импульсов, зафиксироввя ное счетчиком 20 М.- число импульсов, зафиксирова ное счетчиком 21.. Вертикальное смещение межцу ре- гнстраторами 13 и 11 уровня или ме. цу сосудами 2 и 1 за промежуток вре мши межоу циклами ваблкэдений опреце пяют по формуле °-м4; гпе штрихами в буквенных обоанача ВИЯХ указан порядковый номер оюспа ваб людений. Наличие вспомогательной камеры аавпенвя позволяет скорректвровать вепвнейность зависимости скороств взмен ВИЯ давпевия в свстеме во врем в сделать эту скорость практвчеташ лосто яввой в прецепах рабочего цвапазова в течение измерительного цикла. Э1ч в свою очередь повышает точность вэм&ревий более чем в три раза по сравв вию с прототипом..

20

21

ГИДРОНИВЕЛИР, содержащий запопненныё жидкостью сообщающиеся сосуды, в каждом из который установлена погруженная в жидкость пьезометрическая трубка с закрепленным в ее верхней части регистратором уровня жидкости, подкпюч@{ным к блоку офаботки информации, несос и рабочую камеру павлення, сообчающуюся с внутренними объемами сосудов, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введена вспомогатета ная камера , содержащая клапан с (фсссеаьным выпускным отверстием и сообщающаяся газопроводами с внутренними объемами пьезометрических трубок и рабочей К&мерой давления, щзичем в газопроводе, соединяющем рабочую и вспомогательную камеры давления, ус- ановпен клапан, а пьезометрическая трубка одного из сообщающихся сосудов снабжена цопоп нительнъ1м регистратором уровня носдкооти, установленным по вертикаяи от осW новного регистратора - на расстояния, равном диапазону измеряемых прввыш НИИ.

18 I

13 J 5X