Измерительная головка системы гидростатического нивелирования Советский патент 1982 года по МПК G01C5/04 G01C9/22 

(5) ИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ ГОЛОВКА СИСТЕМЫ ГИДРОСТ/ГГИЧЕСКОГО

НИ8Е М 08А«ИЯ

-Изобретение относится к геодезическому приборостроению, в частности к устройствам нивелирования гидростатическим методом.

Известно устройство для измерения уровня жидкости с дистанционным съемом информации, основанное на законе полного внутреннего отражения света .

К недостаткам этого устройства следует отнести сложность изготовления, необходимость проведения частых профилактических осмотров и чистки призмы световода.

Известны поплавковые уровнемеры, используемые в гидростатических системах 2

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является измерительная головка системы гидростатического нивелирования, содержащая частично заполненный жидкостью сосуд, светоВОД, светоподающую систему с фотоприемником, причем световод образован поверхностью жидкости и расположенным в жидкости параллельно ее поверхности зеркалом, светоподающая система установлена так, что луч света направлен в световод под углом полного внутреннего отражения, а фотоприемником служит позиционно-чувстствительный фотодатчик. Луч света от светоподающей системы посылается к поверхности жидкости под углом полного внутреннего отражения и, неоднократно отразившись от этой поверхности и зеркала, расположенного в жидкости на дне сосуда, попадает на позиционно-чувствительный фотодатчик. Для увеличения числа отражений луч может изменять направление при помощи поворотных зеркал 3}.

. Недостатком этого устройства является то, что при наклоне сосуда с жидкостью изменяется угол между поверхностью жидкости и поверхность зеркала, а также угол падения луча от источника света на поверхност жидкости, что вносит дополнительные погрешности в измерения. Цель изобретения - повышение точ ности измерений. Поставленная цель достигается тем, что световод помещен во введен ный в сосуд частично погруженный в жидкость поплавок чашеобразной формы, в центре прикрепленный ко дну с суда при помощи гибкой нити, с отверстиями для сообщения его внутрен него объема с жидкостью сосуда. На фиг. 1 приведена принципиальн схема устройства, вид сбоку; на фиг, 2 - то же, вид сверху. Устройство содержит сосуд 1, сообщающийся с другим аналогичным сосудом (на чертеже не показан). Внут ри сосуда 1 помещен частично погруженный в жидкость поплавок 2 чашеобразной формы, прикрепленный в центре ко дну сосуда при помощи гибкой нити 3. На внутренней боковой части поплавка расположены светоподающая система k, направляющая, луч света к поверхности жидкости по углом полного внутреннего от ражения, вертикальные поворотные зеркала 5 для изменения направления луча света в горизонтальной плоскости , позиционно-чувствительный фотодатчик 6. На дне поплавка параллельно Поверхности жидкости уста новлено зеркало 7. Вместо зеркала можно применить ртуть. Для сообщения жидкости, находящейся во внутреннем объеме поплавка, и жидкости сосуда предусмотрены отверстия 8. Устройство работает следующим об разом. При изменении уровня жидкости, связанном с изменением положения головки, положение света на позиционно-чувствительном фотодатчике 6 изменится. При этом величина изменения положения луча света на фот датчике 6 больше, чем величина изменения уровня жидкости, ввиду многократного отражения луча в светово де. Так как при наклонах сосуда 1 полржение поплавка чашеобразной фор мы 2 и его рабочих элементов не изменяется по отношению к поверхности ЖИДКОСТИ, повышается точность измерения. Использование поплавка 2 с рабочими элементами исключает влияние наклонов сосуда и основания на результаты измерения и позволяет повысить точность измерения. Предлагаемое устройство по сравнению с известными системами гидростатического нивелирования, выпускаемыми промышленностью (например, гидростатический нивелир НШТ-1 и УТС модель 115)f свободно от недостатков приведенных систем, точность которых в большой степени зависит от неизменности положения половок гидростатических систем и резко падает при наклонах головок или оснований. Формула изобретения Измерительная головка системы гидростатического нивелирования, содержащая сосуд с прозрачной жидкостью, сообщающийся с другим аналогичным сосудом, световод, образованный поверхностью жидкости и зеркалом, расположенным в жидкости, в котором установлены светоподающая система под углом полного внутреннего отражения, позиционно-чувствительный фотодатчик и вертикальные поворотные зеркала, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности измерения путем уменьшения влияния наклона измери- . тельной головки, световод помещен во введенный в сосуд частично погруженный в жидкость поплавок чашеобразной формы, в центре прикрепленный ко дну сосуда при помощи гибкой нити и имеющий отверстия для сообще-. ния его внутреннего объема с жидкостью сосуда. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США № 3068697, кл. , опублик. 1962. 2.Васютинский И.Ю. Гидростатическое нивелирование. М., Недра, 1962, с. 97, 119. 3.Авторское свидетельство СССР tf 731285, кл. G 01 С S/O, G 01 С 9/22, 2.05.78 (прототип).

0t/f.f