Измерительная головка гидронивелира Советский патент 1985 года по МПК G01C5/04 

Изобретение относится к геодезическому приборостроению и может быт использовано для определения превьппений в системах гидродинамического или гидростатического ниве лирования. Известно устройство, содержащее игольчатый контактный электрод, зак репленный в центре кольцевой диафрагмы, установленной в сосуде с электропроводной жидкостью между верхним полым электродом и диэлектрической прокладкой, при этом основание игольчатого электрода соединено с периферийной частью контактной диафрагмы электроконтактными ребрами жесткости 1 . Недостатками известного устройства является низкая точность измерений из-за изменения уровня жидкости вследствие погружения электро дов в жидкость в системах дистанцио ного наблюдения за положением большого числа точек. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройств содержащее частично заполненный электропроводной жидкостью сосуд, являющийся электродом, изолированный от него контактный электрод с острием переменного сечения, установленный на подвижной части микро метрического винта с отсчетным барабаном 2 . Недостатком известного устройст ва является также низкая точность измерений из-за изменения уровня жидкости в измерительных сосудах при погружении в жидкость контактных электродов в случае использова ния устройства, например, в систем гидродинамического нивелирования с дистанционным съемом информации. Цель изобретения - повышение точности измерений путем компенсации объема вытесненной жидкости при погружении в нее контактного электрода. Поставленная цель достигается тем, что измерительная головка гидронивелира, содержащая частично заполненный электропроводной жидкостью сосуд, являющийся электродом изолированный от него контактный . электрод с острием переменного сечения, снабжена стержнем переменного сечения, установленным в сосу е параллельно KotTaKTHOMy электроу, при этом часть стержня большео диаметра погружена в жидкость, ереходная часть стержня выполнена с высотой, равной высоте острия онтактного электрода, а поперечные сечения стержня и контактного электрода в рабочем диапазоне выполнены с учетом соотношения а -где Ъ - площадь поперечного сечения части стержня большего диаметра j Sf, - площадь поперечного сечения части стержня, находящейся на уровне контактного электрода , Sj- площадь поперечного сечения контактного электрода. На чертеже приведена измерительная головка с микрометрическим винтом. Измерительная головка состоит из сосуда 1, частично заполненного электропроводной жидкостью 2, на крьапке 3 которого установлен узел микрометрического винта А, в котором размещены параллельно друг другу с возможностью поступательного синхронного перемещения контактный электрод 5 с острием переменного сечения и стержень 6 переменного сечения. Поперечные сечения Sc стержня 6 и S контактного электрода В рабочем диапазоне выполнены с учетом соотношения где 5ё - площадь поперечного сечения части стержня 6 большего диаЕметра, погружен ной в зютдкость эс - площадь поперечного сечения части стеряшя 6, находящейся на уровне А контактного электрода 5, э площадь поперечного сечения контактного электрода 5. Нижний конец стержня 6, погруженный в ;кидкость 2, установлен в направлякщей 7 для обеспечения его жесткости при наличии вибраций. Устройство работает следующш4 образом.

При равномерном подъеме уровня жидкости 2 в сосуде 1 объем жидкости пропорционален высоте изменения уровня жидкости. Начиная с момента времени, соответствующего касанию жидкости 2 острия контактного электрода 5. часть жидкости вытесняется на величину объема погружаемой в нее части электрода 5. В то же время уровень жидкости 2 уменьшается на ту же величину из-за изменения объема стержня 6 переменного сечения во всем рабочем диапазоне изменения уровня.жидкости. Таким образом; осуществляется компенсация изменения уровня жидкос.ти 2 в сосуде 1, что не приводит к перераспределению жидкости в цепи соединенных между собой измерительных головок .

При необходимости контактный электрод 5 устанавливают с помощью микрометрического винта 4, закрепленного на крышке 3 сосуда f, на требуемую высоту. При этом синхронно с контактным электродом 5 перемещается стержень 6, чем обеспечивается условие работоспособности

1558524

устройства на любой высоте установки контактного электрода.|

В системах гидродинамического нивелирования с помощью микромет. рического винта 4 обеспечивается минимальное время одного цикла измерений, который сводится к фиксации положения всех контактных электродов системы относительно установленной

IQ заданной уровенной поверхности жидкости во всех измерительных сосудах. Для этого контактный электрод 5 и стержень 6 фиксируют в таком положении, при котором контакт острия

и электрода с жидкостью наступает непосредственно после установления движения жидкости в системе. ; Наиболее эффективно использование устройства при измерении больших

20 превьш1ений (порядка ±100 мм) и при протяженных трассах гидродинамического нивелирования, когда уровень . жидкости в ближних от.уравнительного бака измерительных сосудах (голов-f

25 ках) поднимается до верха сосуда прежде, чем наступает контакт жидкости с электродом в периферийных измерительных голозхах.

ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ ГОЛОВКА ГВД РОНИВЕЛИРЛ, содержащая частично заполненньй электропроводной жидкостью сосуд, являкяцийся электродо изолироваииь от него контактньй электрод с острием переменного сече ния , о т чающаяся тем что, с целью пов1 Ш1ения точности , d р, , K:brz3 измерений, она снабжена стержнем переменного сечения, установленным в сосуде параллельно контактному электроду, при этом часть стержня большего диаметра погружена в жидкость , переходная части стержня выполнена с высотой, равной высоте острия контактного электрода, а поперечные сечения стержня и контактного электрода в рабочем диапазоне выполнены с учетом соотношения .5с э . Г ,где Ос площадь поперечного сечения части стержня большего диаметра площадь поперечного сечения части стержня, находящейся на уровне контактного электродаJ площадь поперечного сечения контактного электрода.