Дистанционный гидростатический нивелир Советский патент 1979 года по МПК G01C5/04 G01C9/22 

I

Изобретение относится к приборостроению, в частности к дистанционным гидростатическим нивелирам, которые используются при геодезических наблюдениях и геофизических исследованиях, например для изучения вертикальных деформаций верхних слоев земной коры, в связи с вопросами сейсмологии, горного дела, строительства гидроузлов, водохранилищ, крупных промышленных сооружений и т. п.

Известны гидростатические нивелиры, со держашие два сообн1аю1цихся сосуда, заполненных рабочей жидкoctью, в которых расположены электроды емкостных датчиков уровня жидкости, включенных в измерительную мостовую схему I.

Р этих нивелирах при дистанционном отсчете показаний емкость соединительных проводов достигает значительных величин и .шунтирует, емкости датчиков, а это снижает чувствительнбсть датчиков и приводит к нестабильности показаний. Попытка компенсировать влияние емкости соединительных проводов приводит к значительному усло)4снению схемы прибора.

Известны также «обратные отвесы, используемые при измерениях деформации сооружений и содержащие заполненные жидкостью сосуды, выполненные с осевым патрубком в дне, в котором проходит ги.бкая нить, соединенная с поплавком (2), (3}.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является

гидростатический нивелир, содержаший сосуды, соединенные шлангами Для воздуха и жидкости. Каждый сосуд разделен подвижным дном на два объема, в верхнем расположен поплавок, из нержавеющей стали и жидкость. Поплавок жестко связан с плунжером катушки индуктивного датчика, находящийся в жидкости и закрепленной на подвижном, в вертикальной плоскости, дне сосуда. Под подвижным дном установлены нарезной вал (винт микрометра) с

диском и набором точнь1х шестерней, перемещающих подвижное дно сосуда и схгатветственно закрепленную на нем индуктивную катушку 4.

Однако в известном устройстве индуктивная катушка находится в жидкости {агрессивная среда), что значительно усложняет ее конструкцию; точность показаний обеспечивается лишь при отсутствии 11аклонов.и боковых смешений плунжера, жестко соединенного, с поплавком. Цель изобретения - упрощение конструкции, повышеиие надежности устройства и точности измерения в течение длительного времени при дистанционном съеме информации. Для этого в предлагаемом гидростатическом нивелире, содержащем герметически закрытые сообщающиеся сосуды, заполненные жидкостью, в каждом из которь1Х Jfecположен поплавок, соединенный с плун/йером индуктивного датчика перемещений, катушка которого установлена с возможностью линейного перемещения, индуктивный датчик помещен под дном сосуда, снабженного ocedbiM патрубком, в котором размещена гибкая нить, соединяющая плунжер, снабженный уравновегйивающим грузом с поплавком, имеющим кольцевую форму и распол.оженным соосно с патрубком. На чертеже приведена принципиальная схе.иа предлагаемого устройства. . Дистанционный гидростатический нивелир со.ержит сосуд , сообщающийся посредством жидкостного щланга 2 и воздушного шланга 3 с другим сосудом (на чертеже не показан), поплавок 4, имеющий форму пустотелого кольца с несквозным осевым Отверстием и углом скоса, равным краевому углу смачивания. Поплавок 4 установлен соосно с патрубком 5. и осью сосуда. Под дном сосуда жестко крепится Г-образное основание 6, в его вертикальном пазу установлена каретка 7, перемещаемая при помощи микрометрического винта 8. На каретке 7 установлены круглый уровень 9, обеспечивающий ее вертикальную установку, электронный блок 10 и при помощи юстировочных болтов 1 катушка 12 индуктивного датчика, в которой соосно с ней посредством подвески, выполненной в виде плоской сНиральной пружины, установлен плунжер 13, верхний конец последнего через гибкую нить (тягу) 14 соединен с поплавком 4, а к его нижнему концу подвешен уравновешивающий груз 15. Нивелир работает следующим образом. При вертикальном смещении точки, на которой установлен нивелир, жидкость в сосудах перераспределяется, при зтом происходит верти: альное переменденне поплавка 4 и соединенного с ним через гибкую нить 14 плунжера 13 относительно катун1ки 12, что вызывает пропорциональное изменение частоты выходного сигнала электронного блока 10. По достижении крайнего предела измерения частотным преобразователем (равного 1-2 мм), корпус катушки 12 микрометрическим винтом 8 вручную вновь устанавливается на середину диапазона измерения преобразователя. Формула изобретения Дистанционный гидростатический нивелир, содержащий герметически закрытые сообщаюихиеся сосуды, заполненные жидкостью, в.каждом из которых расположен поплавок, соединенный с плунжером индуктивного датчика перемещений, каТущка последнего установлена с возможностью линейного /перемещения, а также электронный блок, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции, повыГпепия надежности и точности измерений, плунжер снабжен уровновешивающим грузом, а сосуд - осевым патрубком, в котором размещена гибкая нить, поплавок выполнен в форме кольца соосного патрубку и соединенного нитью с плунжером, а индуктивный датчик помещен под дном сосуда, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1. Авторское свидете.г1ьство СССР - 318814, кл. G 01 С 9/14, 1967. . 2. Михелев Д. Ш. и др. Геодезические измерения при изучении деформаций крупных инженерных сооружений, М., Недра, 1977, с. 19. 3.Патент Японии 107 Е I, 43-14913, 1968. . :, . 4.Phil. Trans. R. Soc. bond. A. 274, 223-226, 1973. Printed in Great Britain, D. K. Bower.