Гидродинамический нивелир

Гидродинамический нивелир

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЙ НИВЕЛИР, содержащий автономные гидродинамические системы, установленные на заданных горизонтах, заполненные жидкостью , снабженные подъемными и отсчетны№1 устройствами, уравнительными 6акам11 и сообщающимися с ними сосудами-датчиками с сигнализаторами уровня жидкости, соединенныгчи сигнальными ЛИНИЯМ связи с блоком управления, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измерений, в каждой автономной нижней системе один из сосудовдатчиков снабжен дополнительным изолированным от корпуса игольчатым сигнализатором уровня, закрепленным на плече рычага, связанного посредством натянутой с помощью груза инвар-Q ной проволоки с основанием сосуда- g датчика верхней системы. (Л J -9 гй iLj 10 77У777:

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) S till 1 А

3(5D G 01 С 5/04; G 01 С 9 22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ "ЛА!,),, -я

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ц ";";

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3547396/18-10 (22) 28,01.83 (46) 23.02.84. Бюл. Р 7 (72) А.М.Бархударян, A.Ã.Бегларян и П.Б. Амбарцумян (71) Ереванский политехнический институт им. К.Маркса (53) 528.54(088.8) (56) 1, Авторское свидетельство СССР

Р 369392, кл. 0 01 С 9/22, 08.07.71.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 480906, кл. G 01 С 9/22, 06.04.73.

3. Авторское свидетельство СССР

Р 800635, кл. 0 01 С 9/22, 21.03.79 (прототип). (54)(57) ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЙ НИВЕЛИР, содержащий автономные гидродинамические системы, установленные на заданных горизонтах, з аполнен ные жидкостью, снабженные подъемными и отсчетными устройствами, уравнительными баками и сообщающимися с ними сосудами-датчиками с сигнализаторами уровня жидкости, соединенными сигнальными линиямн связи с блоком управления, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измерений, в каждой автономной нижней системе один из сосудовдат.-": .ков снабжен дополнительным изолированным от корпуса игольчатым сигнализатором уровня, закрепленным на плече рычага, связанного посредством натянутой с помощью груза инварС ной проволоки с основанием сосуда- ф датчика верхней системы.

1075075

Изобретение относится к измери.тельной технике, в частности к устройствам для высокоточного измерения превышений и постоянного контроля за высотным положением исследуемых точек земной поверхности, технологического оборудования и инженерных сооружений методом гидродинамического нивелирования.

Известно устройство для определения превышения, в котором каждая пара сосудов системы и соединяющий их трубопровод установлены горизонтально, а под четным сосудом каждой пары на одной вертикали с ним расположен сосуд следующей пары, жест- 15 ко с ним соединенный посредством стержня заданной длины, выполненного из материала с малым коэффициентом линейного расширения, например из инвара (1) . 20

Однако данное устройство позволя- . ет определять лишь общее превышение между двумя крайними точками (сосудами), причем все сосуды, в том числе и промежуточные, должны co ep>KBTb 25 отсчетные устройства, от которых информация о положении уровней жидкости в сосудах последовательно поступает на измерительный блок, это усложняет электрическую схему блока управления и замедляет процесс измерения.

Кроме того, для монтажа такой системы необходимы дополнительные конструктивные элементы (стойки, тро-З5 сы с пружинными вставками и т.д.). при дистанционном съеме информации требуется также значительное количество электрических проводов. Описанное устройство к тому же получается сравнительно сложным, дорогостоя- 40 щим.

Известен гидродинамический нивелир, содержащий сообщающиеся сосуды с расположенными в них электродами уровня жидкости, устройство для иэ- 45 менения уровня жидкости в сосудах и блок обработки информации.

В данном устройстве в процессе непрерывного подъема жидкости во всех сосудах гидронивелира измере- 5р ние (отсчет) уровня в том или ином сосуде производят по общему измерительному сосуду (уравнительному баку) с момента начала движения в системе до момента контакта ее с 55 неподвижным осевым верхним контактным электродом того или иного сосуда )2) .

Однако диапазон измерений этого устройства невелик (до 300 мм), по- 60 скольку сосуды расположены примерно в одной горизонтальной плоскости и имеют высоту 350 мм. Оно не позволяет определять высотные перемещения при наблюдении точек, расположен-65 ных на разных горизонтах по вертикали по разным сечениям объекта.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является гидродинамический нивелир, содержащий две или более автономные гидродинамические системы, расположенные друг над другом и снабженные уравнительным баком, заполненным жидкостью с подъемным и отсчетным устройствами, сообщающиеся с ним сосуды и фиксаторы уровня с сигнальными линиями связи с блоком управления.

В этом устройстве автономные гидродинамические системы созданы при помощи глухих перегородок в баке и сосудах, при этом каждый сосуд системы снабжен несколькими фиксаторами уровня жидкости, расположенными в не сосуда ступенчато по вертикали и закрепленными жестко на точках наблюдаемого объекта $3) .

Однако известное устройство применимо только в том случае, когда группа точек, контролируемых одним сосудом, расположена на одной вертикали и при этом есть возможность для установки этого сосуда строго вертикально в непосредственной близости от фиксаторов уровня жидкости.

Необходимость расположения контролируемых точек по одной вертикали затрудняет монтаж системы и ограничивает область ее применения, Кроме того, применение данного устройства возможно при условии обеспечения неподвижности опор, на которых установлены сосуды, что в свою очередь ограничивает область применения., В случае, когда необходимо вести контроль за высотным положением группы точек, расположенных на горизонтах с разницей отметок более одного метра, применение такого устройства нерентабельно, так как при этом увеличивается расход дорогостоящего инварного материала на изготовление многометровых сосудов и бака, уменьшается устойчивость и увеличиваются температурные деформации самих сосудов вследствие чего первоначальная точность измерений не сохраняется.

Целью изобретения является расширение диапазона измерений гидродинамического нивелира при наблюдениях за высотным положением точек с сохранением точности.

Указанная цель достигается тем, что в гидродинамическом нивелире, содержащем автономные гидродинамические системы, установленные на заданных горизонтах, заполненные жидкостью, снабженные подъемными и отсчетными устройствами, уравнитель1075075 ными баками и сообщающимися в ними сосудами-датчиками с сигнализаторами уровня жидкости, соединенными сигнальными линиями связи с блоком управления, в каждой автономной нижней системе один иэ сосудов-датчиков снабжен дополнительным изолированным от корпуса игольчатым сигнализатором уровня, закрепленным на плече рычага, связанного посредством натянутой с помощью груза ин- варной проволоки с основанием сосуда-датчика верхней системы.

На фиг. 1 схематически изображено устройство на фиг. 2 — принципиальная схема взаимосвязи между 15 автономными системами гидродинамического нивелирования.

Система 1 (фиг. 1) смонтирована на уровне, удобном для выноса и закрепления одного из датчиков на 20 неподвижной точке (репере) 2. Все датчики системы снабжены игольчатыми электродами 3 — сигнализаторами уровня жидкости, причем в каждой системе один из датчиков, кроме основного электрода, снабжен дополнительным подвижным электродом 4. Он размещен в том датчике, который находится примерно на одной вертикали с каким-нибудь датчиком A верхней системы, установленной на другом уровне, превышающем предыдущий на несколько метров или даже десятков метров, Все электроды связаны сигнальными линиями с общим для всех систем блоком 5 управления и обработки информации. Каждая система снабже.на индивидуальным уравнительным баком б, установленным на подъемном механизме 7, оборудованным отсчет- 40 ным устройством 8. Сосуды-датчики соединены между собой и уравнительным баком по разомкнутой или замкнутой (в виде кольца) схеме и частично заполнены электропроводящей жид- 45 костью.

Для взаимосвязи систем к основанию датчика A верхней системы жестко прикреплена инварная проволока 9 необходимой длины (равной расстоя- 50 нию от основания датчика до рычага) и поддерживаемая в натянутом состоянии, например, с помощью подвешенного на ее конце груза 10 (груз может быть заменен пружиной). 55

Инварная проволока соединяет датчик A посредством рычага 11 с дополнительным подвижным электродом 4 в датчике В нижней системы (фиг. 2) .

Проволока закреплена в средней час- 60 ти жесткого рычага 11, на одном кон" це которого установлен электродсигнализатор 4. Другой конец рычага с помощью шарнира связан с датчиком В или с его опорой. 65

Гидродинамический нивелир работает следующим образом.

При включении блока управления и обработки информации включается подъемный механизм б (фиг. 1), равномерно поднимая установленный на нем уравнительный бак, при этом изменяется уровень жидкости во всех датчиках соответствующей системы. В блок обработки информации с отсчетного устройства 8 поступают счетные сигналы (импульсы) до момента контакта уровня жидкости с острием электрода в том или ином датчике и регистрируются соответствующими счетчиками.

В процессе контроля за вертикальным положением наблюдаемых точек сравнивают показания счетчиков каждого последующего цикла измерений с нулевым (исходным) циклом.

При изменении положения наблюдаемых точек, например A и В (фиг. 2), количество импульсов зарегистрированных соответствующими счетчиками в каком-нибудь цикле измерений не будет совпадать со значением нулевого.

Используя разность показаний счетчика импульсов сигналиэатора 3 соответствующих датчиков данной системы при нулевом и очередном цикле измерений получают величины перемещений исследуемых точек, в том числе и опоры сосуда В - 5 . Если использовать также показание счетчика дополнительного (подвижного) сигнализатора 4, получим перемещение S острия сигнализатора 4.

Имея значение б, определим перемещение сосуда А, принадлежащего верхней системе где 0 и Ъ отрезки, на которые делит плечо рычага точка крепления инварной проволоки.

Йз выражения (1) видно, что чем больше величина О, тем точнее определится 5, т.е. точность измерений повышается с уменьшением соотношения а(Ъ

Перемещения других точек верхней системы сравниваются с перемещением 8, тем самым создается связь между перемещениями точек систем, установленных на разных отметках.

Устройство позволяет контролировать положение точек, разница высот между которыми более 1 м и может доходить до нескольких десятков метров.

При этом расширение диапазона измерений достигается просто, путем удлинения инварной проволоки, в то время как при упомянутом расположении точек применение известного устройства практически невозможно.

1075075

Составитель Ю.Кулагин

Техред T.Ìàòî÷êà Корректор О,Билак

Редактор Н.Лазаренко

Заказ 487/33 Тираж 587 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул„ Проектная, 4 указанное преимуцество расширяет возможности использования устройства, так как при его монтаже условие расположения контролируемых точек по одной вертикали не обязательно °