Подводный гидробарометрический нивелир Советский патент 1980 года по МПК G01C5/06 G01C5/04 

(54) ПОДВОДНЫЙ ГИДРОБАРОМЕТР1 ЧЁСКИЙ

....,-,: : i /

Изобретение относится к области измерительной техники и |5«1ожёт быть использовано для нивелирования при строителБСтбе и эксплуатации подводной части гидротехнических сооружений. .. .

И/звестен подводный гидростатический нивеллр, состоящий из соединенных гибким шлангом двух стекляннььх трубок, заполненных ртутью ИЛИ .д ругйй жидкостью. Сцятие обсчетов прёй$Шёний ведется либо непосредственнъ по; шкалам ,; на трубках, либо дистанционно, для iJero в трубки встроены электроконтакть. Пространство над жидкостью заполняется воздухом или диэлектриком. ТВерхние концы трубок снабжены эластичными оболочками или соединены между собой такой же гибкой трубкой,заполненной воздухом или легкой диэлектрической жидкостью {1. . I .

Этот нивелир характериз/ётся небо.льUJHM диапазоном измерений и малой длиной одного хода от реперной точки, снижа; ет точнс)сть намерений для тбчек, лежащих на расстоянии больше длинь шланга. Кроме того, эксплуатация прибора затруднена его громоздкостью, наличием двух трубок, требующих присутствия двух водолазов и, наконец , наличием шланга, который; цепляясь/за выступающие части сроруже ий, мешает выполнять замеры. НИВЕЛКР- .

.Известнотдкже устройствоДЛЯ подводного нивелирования состоящее из нивелирной рейки с грузом и оплавко, на которой посредством, винта укреплен измерительный 5 блок,, выполненный в виде врздушного дифференциального манометра установленного на каретке (2. .

Манометр содержит три KaiM pbi: рабочую, компенсационную и камерудля демпфирования. Рабочая камера и камера демп10фера соединены между собой прозрачной капилу1ярной трубкой, снабженйой .мерной линейкой,. Демпфирующая камера сообщается с окружающей средой через отверстие,

15 проходное сечение которрго регулируется

винтом. Между рабочей и компенсационной

камерой, объем кoVopOЙ изменяется с помо;щыр штока,установлен разобн111тельнь1и

краник.. ,;.,

20 Укрепив измерительный блок-, водолаз считывает показания на нивелирной рейке. С помощ,ью разобщительного краника и Штока устанавливает мениск, в капиллярн.ой трубке на нулевое .деление мерной линейки.

5 В случае неустойчивого положения уровня в, капилляре регулирует демпферноеотверстие. Для определения превышений устррйство переносится с реперной точки на любую измеряемую. Перемещением индикатор30 ного блока по рейке добивается нулевого пЬложёнйя мениска капилляра, а разность отсчетов по .рейке дает превышение между точками. Однако отмечается доволУнЬ сложная технология измерений и резкое падение чувствительности .измерительного блОКа, довательно, и снижение точности измерений с увеличенем рабочих глубин. Целью изобретения является. упрбщёние процесса измерений и пЬвышение точности. .Указанная цель достигнута: тем,что в подводном гидростатическом нивелире, содержащем штангу с грузом, поплавок и индикатЬр горизо.нта в виде воздуцгногЬ дифференциального манометра с рабочей, компенГсациоНнрй камерами и прозрачной индикаторной трубкой, разобщительным кра нйкбм иГкарёткой, установленной с. ёозйбжностью перемещения вдоль штанги, инди катор горизонта снабжен гидроусилителем с мягкс й вялой мембраной, распрложенной в верхней части компенсационной камеры, . и подвижным индексом, установленным на ,-:,---t.-,.&;-V -ii-ii Siy.iifc,.-i. .. индикаторной трубке, а на каретке:укреплено устройство для считывания превыщеннй, выполненное в виде шестеренчато-реечного еханйзма с цифровым счетчиком. Мембрана защищена с внутр нней и с внешней стороны емкости жесткими, сферическими перфорированными диафрагмами, ограничивающими ее перемещение йри :ИЗ;мене. НИИ давления более допустимой величины « служа цйми для демпфировайия резких скачков давления при .работе на.небольщо.й гаубинеи при волнении. Отношение диаметров-индикаторной трубки .и гибкой мембраньг должно бь1ть более 200. Выравнивание давления в гидроусилителе и рабочейкамере- С учетбм температуры окружак).Ш,ей среды происходит автоматически при открытии пробкового краника воздухом; сжатым водой в компенсационной жесткой камере, без установки уровня жидкости в инд икаторной трубке на нуль, а только с фиксацией этого уровня передвижным индёк,.сом..Снятие отсчетов прёййшений произШдится с. цифровых счетчиков: под водой- с механического, приводящегося в действие ДШкоЙ со Штырьками, установле ннйми по его-OKpyHiHocTn и входящими в Насверленные-ио обр.азуюЩей трубчатой ffltafffeOTверстия приперемещении каретйийндикатора Горизонта, а над водой - сэлектроконтактного, работающего от замыкателя, сиДящёгр на одной осиС дискоммёханйч-ёскргрёчетчйка. . -. : На фиг. i H3o6pa}keHa блок-схёШа подводн(Э1ГО гидробарометричесй ого нйвёлйрования; на фиг. 2 - в разрезеШ анга ййндикатор горизонта, общий ййД; ни фиг. 3- X устройство считьтванйя покйзаний прев МтеНИй; на фиг. 4 - сёчёниёйо штйт-ёй ка lyefkev ;:.:::;х:Х-;.1;::-/- .;. ;. ::/.;... Подводный гидробаровлетрйчески-й 11иве лио (Лиг. 11 состоит из бооной штаНгй /, Каретки 2, чувствительного индикатора горизонта 3, устройства считывания превыи1ений под водой 4 и над водой 5.. ., Верхняя часть щтанги (фиг. 2), выполненнбй в виде толстостенной трубы из лет- . кого, ноПроч ногб некорродирующего мате- риала, заполненатвердым пендпластом 6 и закрыта пробкой 7 с кольцом; НИ.жНяя астъ . штанги вьшолнена в виде вставного свинцового Груза 5. По образующей трубчатой щтанги через каждый сантиметр пр .осверлены отверстия 9, в которые входят штырьки диска устройства считываний показаний превыщений. Для удобства транспортировки и рабрты под водой штанга выполнена сборной и в зависимости от предполагаемого перепада высот может собираться из однйго элемента .или до/юлняться аналогичными трубчатыми вставками, соединяюЩи:мися с помощью запоров . Каретка индикатора горизонта представляет собой-трубчатую свободно скользящую по штанге обойму; сцентрированную .с ней С пб1 1ощью обрезиненных ведущего кольца .10 и упорных роликов // (фи1Г. 4), установленных и отрегулированных в двух уровнях так, чтобь зазор между кареткой и штангЪй был постоянным и не возникало бы перекосов и заедания каретки., Установка на . оси маховика 12 ведущего колеса фрикционного устройства 13 предохраняет каретку от самопроизвольного перемещения. Индикатор горизонта, соединенный с кареткой фасонкой 14, выполнен в виде жесткой цилиндрической емкости/5; в верхней части которой под крышкой, 16 расположена рабочая камера /7, разоб1 цейная от комПёнсацйонной камеры J8 прюбковым краном .9, приводимым в действце ручкой 20. В верхней части компенсационной камеры встроен гидроусилитель, состоящий йз- корпуса 27, заполненного подцвеченной легкой рабочей }кйДкостью 22 и отделенного от водной средь гибкой вялой мембраной 25. Для Ограничения прогибов мембраны с сторон установлены дырчатые сферические выпуКло-вогНутые диафрагмы 24, бдновременно служащие и для демпфирования состаЕГляющей от волнения. .- ., -Гидроусилитель и рабочая камера сОед:йнёны прозрачнойиндикаторной трубкой; 25,уровень ;жидкОсти в К10торой.-помимо цветности подчеркивается поплавком 26. Для точной установки передвИ Кйого индётсса 27(пр поплавку) служит зеркало 28. Индикаторйая трубка предохранена от поврёжденийЗаЩйтнЁш экраном 29 из стёкЛа;В,траНспортноМ110Ло;}Кении индикаторная трубк запирается вентилем 30. В ння нейчас й крмленсационной камеры засверлено в.ходное отверстие J/ и уста но в-. лены конусные диафрагмы. 52 с впускными калибро аййыми Отверстиями в вершинах и;йливНц йи 01Вёрст,иями по краям. Кону сНость диафрагм предотвра щает образование воздушных подушек при проходе воды в компенсационную камеру.

Устройство считывания йоказаний превышений под водой, закрепленное на каретке, выпо;1нено в виде шестеренчато-реечного механизма (фиг. 3), содержаш,его диск 33, по окружности которого -закреплены штырьки 34 таким образом, чтобы они входили в отверстия штанги 1. Счетчик 35 с цифровым табло согласуется с диаметром диска так, чтобы отсчеты пр-евышений можно было брать с точностью до миллиметра. Установк а счетчйка на нуль производится руЧкой сброса отсчетов 36.

Для передачи отсчетов Из-под воды на поверхность на одной оси с цифровым счетчиком закреплено электроконтактное устройство 37, связаннее кабелем55 с находящимся на поверхности электроимпульсным 5 (фиг. 1).

Устройство работает следующим обра-. зом.., Водолаз, установив подпятник нареперную точку, за маховик /2 передвигает индикатор горизонта в среднее положение штанги. Открыв краник 19, автоматически выравнивает давление в камерах./7 и 18. После стабилизации уровня в индикаторной трубке 25 фиксирует его ндексом 27 и закрывает краник 19. Поворотом ручки 56 сбрасывает показания в счетчиках 55 и 5 на нуль-нивелир готов к работе.

Установив подпятник на любую измеряемую точку, водолаз перемеш,ает ручкой 12 индикатор горизонта вверх или вниз до тех пор, пока уровень жидкости в индикаторной трубке не совпадает с индексом 27. Отметка измеряемой точки считывается под водой водолазом.по цифровому счетчику 35, и над водой - оператором по счетчику. 5.

Если .перепад высот измеряемых точек больше длины штанги, то не меняя установку нуля индикатора горизонта, штангу можно наращиватьаналогичными вставками из набора комплекта штанг..,

Наличие гидроусилителя повышает чувствительность индикатора горизонта и следовательно точность измерений. Сферические перфорированные диафрагмы снимают заботу о возможных повреждениях мягкой . мембраны при резком изменении глубины.

Наличие компенсационной камеры, давле,ние в которой {Регулируется автоматически - давлением внешней средь, исключает из технологий лйшйюю ненужную опёра5 цию. Вместо длительной операции «установки нуля по шкале индикаторной капиллярной трубки осуществляется очень простая установка ицдекса по уровню идкости в стеклянной трубке. Цифровые

0 счетчики со сбросов начальных показаний на «нуль позволяют вести контроль отметок превышений не только под водой, но и на.д водой, исключив необходимость счи. ть1вания первого реперного отсчета и последующих вычислений разности отсчетов; тбго, отпада1ет нёобходийость поддержания в хорошем состоянии все время стирающихся делений, на рейке. Сборность штанги улучшает эксплуатационные качества под0 водного лидробарометрического .

Формула изобретения

Подводный гидробарометрический нивелир, содержаший штангу с грузом ипоплавком, индикатор горизонта в вид воздушного дифференциального манометра с рабочей, компенсационной камерами и прозрачной индикаторной трубкой, разобщительного краника и каретки, установленной с возможностью перемепхения вдоль штанги, о тличающийся тем, что, с целью упрощения процесса измерения и повь1шения точности, индик ор горизонта снабжен гидроусилителем с мягкойвялой мембраной, расположенным в верхней части компенсационной камеры, и подвижным индексом, установленным на индикаторной трубке, а на каретке укреплено устройство для .считывания превышений, выполненное в виде шестеренчато-реечного мехайизма, соединенного с цифровым счетчиком.

Источники информации

принятые во внимание при экспертизе: СССР

1.Авторское свидетельство № 295975, кл. G 01 С 9/0.2, Г9.05.69.

2.Авторское свидетельство СССР №448349, кл. G 01 С 9/02, 07.02.73 (прототип).. ,..

20 Л

за

ipi/s.2