УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УРОВНЯ ЖИДКОСТИ Советский патент 1973 года по МПК G01C5/04 

1

Изобретение относится к приборам для высакоточ :ого иэмерения уровня жидкости в гидростатичесюих нивелирах.

Известны устройства дл.я измерения уровня жидкости в гидростатических системах нивелирования, содержащие 1корнус, в «отором движется шток в виде цилиндри1ческого световода, заточеиного в конце -под еолвого 1виутреинег.о отражения света, осветитель и фотоприемни1к.

Однако известные устройства «е обеспечивают быстродействия лри изимерениях, поскольку угол полного внутреннего отражения, под которым заточен конец штока, .равен 90°, телесный угол его составляет 0,59 -я, и при скоростях движения штока от 10 до 30 мм/сек на его конце образуется капля, искажающая результаты измерений на 10 100 мк, что недопустимо при высокоточных гидростатических измерениях.

Таким образом, быстродействие системы зависит от величины телесного угла, под которым заточен шток, и вязкости жидкости.

Предлагаемое устройство позволяет ускорить измерения без снижения точности. Оно отличается тем, что шток на конце выполнен в виде части телесного угла, например 0,59, т. е. используется трехгранный световод, грани которого сходятся в вершине, причем одна

ИЗ них является боковой поверхностью конуса, заточенного иод углОМ пол|НОго внутреннего отражения света, а две другие - вертикальные нлоскостн. Общий телесный угол

,, ,0,59

(угол зрен:ня) вьюирается :меньшим

т. е. .меньше ноловииы (но вертикальному се.чению) штока, заточенного под углом полного внутреннего отражения света. В таком фигуртюм световоде Прн любо-м вертикальном сбчении, проходяше.м через его верщину, угол при вершине меньше 90°. Его движение ускоряется ввиду ускоренного съема капли жидкости силами поверхностного натяжения благодаря более острому углу заточки при одновременном сохранении одной из граней, заточенной под углом полного внутреннего отражения света.

На чертеже приведена принциипальная схема устройства.

Светавод / представляет собой часть стержня, заточенного под углом полного внутреннего отрал ен ия. Телесный угол при этом

0,59 меньше -;г-я.

Над верхним то.р,цом световода располо.жен осветитель 2, под уровнем жидкости -

30 фотоприемииК 3.

Когда световод 1 находится над поверхностью жидкости, свет от -осветителя, отражаясь от .конической части световода, натравляется параллельно уровню жидкости. Когда световод касается уровня жидкости, образуетоя 1мениск, часть света проходит внутрь жидкости и нотадает на фотоприемиик 3. Ввиду того, что телесный угол заточ,ки световода в результате среза резко уменьшился, дри ускоренной подаче световода вверх и жидкость на конце его не удерживается, так каК она усневает сниматься силами поверхностноГО латяжения. Быстродействие системы мю-жио обеснечить без пониж-ен.ия точности. Чем меньшую часть световода составляет его коническая поверхность, тем точнее работает устройство . В данном случае обш,ая вел1И1чи,на среза регламенти руется только неойходк.мым уровнем засветК)И фотоп.риемника, а скорость перемещеошя световода - и,нерциошюстью фотсприемника.

Предмет и з о б р е т с н и я

Устройство для измерения уровня жидкости, например, в гидростатических системах нивелированиЯ, содержащее .корнус, заполняемый жидкостью, вертикально расноложенный шток в виде световода, заточенного на конце нод углом нолиого внут1реннего отражения овета, а также осветитель и фотоприемник, отличающееся тем, что, с целью ускорения измерений, конец штока выполнен в ,виде части телесного угла, напри-мер

0,59

-„- я или ..меньше.