Гидростатический нивелир
Иллюстрации
Реферат
Союз Соватскнх
Социалистических
Расттублнн (11) 569976 (6l) Дополнительное к авт. свил-ву— (22) Заявлено 01.06.70 (21) )447384/25 с присоединением заявки № (23) Приоритет
{43) Опубликовано 25.08.77. Бюллетень № 31 (45) Дата опубликования описания 09.12.77. (51) М. Кл. C 01 V 1/00 601 С 5/04
Гасударственный комитет
6оовта Министров CCCP оо делам изобретений н открытий (72) Автор изобретения
В. И. Старков (71) Заявитель
Институт сейсмостойкого строительства и сейсмологии
AH Таджикской ССР (54) ГИДРОСТАТИЧЕСКИИ ИИВЕЛИР ке зеркала в исходном положении так, тобы концы всех трех H1Jl находились в одной горизонтальной плоскости.
Запись измерений таким вариометром осуществляется на двух концах прибора. Рсглстрчцищиюс зеркало каждого измерительного сосуда, синзаииос с поплавком, обеспечивает запись результатов только на свон ленту, что создает трудцостн ири обработке результатов наблюде яй, так как требует
10 сопоставление записей и вычитания одной кривой из другой. Повышение чувствительиости прибора путем установки регистрационного зеркала в определенное положение не является достаточио эффективным и влечет эа собой сложность определсиия
1в чувствительности при оптической регистрации.
Известен также гидростатический нивелир, включающий станину, на которую помещец подвижный столик с одним иэ двух сообщающих;, сосудов 12). Второй сосуд неподвижно устаиоилеи
20 на грунте или специальном фундаменте. Оба сосуда заполнены жидкостью до определенного уровня, Каждый сосуд содержит фотоэлемент и осветитель„ установленный на противоположной фотоэлемситу стороне сосуда. Фотоэлементы сообщаюцщхся сосу
25 дов включены по дифференциальной схеме и подИзобретение относится к приборостроению, в, частности к гидравлическим нивелирам, используемым при геофизических исследованиях, например для изучения современных движений на строительных площадках гидростанций, водохранилищ, крупных промышленных сооружений и т.д,, а также для изучения внутреннего строения Земли по записям упругих приливов, обусловленных лунносолнечными притяжениями.
Известен уровенный вариометр, которьгй состоит из системы сообщающих сосудов (как правило, двух), каждый иэ которых, будучи основным конструктивным элементом прибора, заполнен рабочей жидкостью, например водой, и снабжен измерительными приспособлениями (1). Внутри сосуда помещен поплавок, служащий для передачи движения и выполненный в виде цилиндра с выпуклой сферической поверхностью дна. В центре поплавка установлена опора для иглът регистрационного зер. кала, позволяющего производить запись на светочувствительную ленту (отдельную для каждого измерительного сосуда). Регистрационное зеркало имеет три опорные иглы (одна опора — на поплавке, две другие — на кронштейне). Максимальная чувствительность прибора достигается при танов(53) УДК 550.340.84 (088.8) 569976
5 !
О
60 соединены к гальванометру с самописцем. Внутри каждого сосуда находится поплавок прямоугольной формы со сферической донной частью. На поплавке установлена непрозрачная шторка для отсечения части светового пучка от осветителя, питающегося от источника тока. Подвижньш столик опираетея на ролик, установленный на ребро н опирающийся, в свою очередь, на одно из плеч двуплечего рычага, способного поворачиваться н вертикальной плоскости. В противоположный конец рычага упирается мнкрометрический винт, свя. занньй с муфтой, приводимой во вращение электродвигателем.
Недостатком этого гидростатического нивелира являетея невозможность регистрировать аномальные движения, когда запись уходит за пределы фотобумаги.
Целью изобретения являетея расширение динамического диапазона нивелира.
Для - этого гидростатический нивелир снабжен индикатором.датчиком часового типа, жестко связанным с кремальерным механизмом, вертикальная зубчатая рейка которого смонтирована на станине прибора так, что индикаторный шарик датчика контактирует с верхней плоскостью крышки одно- го ив сообщающих сосудов.
На-фиг. 1 изображен предлагаемый нивелир; на фиг. 2 — схема работы нивелира.
Гидростатический нивелир имеет основание в виде массивной станины 1, на которую помещен подвижный столик 2. На столике 2 укреплен один из сообшающихся сосудов 3, заполненных жщ костью до определенного уровня, одинакового для обоих сосудов. Второй из сообщающихся сосудов установлен неподвижно на грунте или специальном фундаменте.
Сосуды 3 связаны один с другим через отверстие 4 лпя жидкостного щтуцера и отверстие 5 для воздушного штуцера.. Внутри каждого сосуда находитея поплавок 6, имеющий прямоугольную форму, со сферической донной частью и фотоэлемент 7.
На поппаяке установпена непрозрачная шторка 8, предназначенная для отсечения части светового пучка осветителя 9, который получает питание от источника тока 10. Осветитель 9 и фотоэлемент 7 каждого сосуда установлены на противоположных
его сторонах, Фотоэлементы 7 подключены но дифференциальной схеме к гальванометру 11 с самописцем (приспособление дпя регистрации изменения уровня земной поверхности).
Подвижный столик 2 опирается на ролик 12, установленный на ребро и опирающийся, в свою очередь, на одно из плеч двуппечего рычага 13, способного поворачиваться в вертикальной плоскости. В прогивопопожный конец рычага !3 упирается микрометрическнй винт 14, в отверстие головки которого входят штыри муфты 15, приводимой во. вращение электродвигателем 16.
Станина снабжена в своей верхней части креь1адьерцым механизмом — вертикальной зубчатой рейкой 17, в зацеплении с которой находпся зубчатое колесо 18.
Зубчатое колесо 18 установлено ив горизон. тальном кронштейне 19, нв конце которого с помощью винта укреплено запоминающее устройство в виде индикатора-датчика 20 часового тина, индикаторный шарик которого контактирует с крышкой 21 корпуса одного из сообщающихся сосудов 3.
Цени деления шкв1ты индикатора-датчика 0,01 мм, в весь ход измерительной стрелки — 10 мм (по 5 мм .в каждую сторону) .
Изменение смещений с помощью гидростатического нивелира осущеспщяют следующим образом.
Регистрация нуевьиивний о@ной точки поверхности нвд другой обусловлена единым для сообщающихся сосудов 3 уровнем жидкостп. Станина 1, получая некоторое перемещение извне, передает его через столик 2 сосуду З,.что приводит к измейанню светового потока, поступающего от осветителя 9 на шторку 8 и фотоэлемент 7, гто вызывает в свою;очередь, раскомпенсацию фототоков,.поступающих нв гальванометр 1 s. Когда измене ноя уровня земной поверхности велики настолько, что запись уходит за пределы ленты, необходимо восстановить величину смещения одного сосуда относительно другого. Для этого записывают показания индикатора-датчика 20. Винтом 14 меняют относительное положение сосуда 3, установленного на столике 2, так, чтобы стрелка гальванометра 11 устанавливалась в нулевое положение.
При этом на индикаторе-датчике 20 стрелка занимает новое положение. Разность между новым положением стрелки индикатора-датчика и предыдущим явля. ется искомым смещением. С этого момента новое ноложение стрелки становится исходным для последующих вычислений.
Предлагаемый гидростатический нивелир может работать в дискретном режиме.
Предложенный гидростатическнй нивелир имеет большой рабочий диапазон, что повышает его эффективность.
Формула изобретения
Гндростатический нивелир, содержащий станину и систему сообщающихся сосудов, заполненных рабочей жидкостью, например водой, и снабженных системой регистрации изменения уровня земной поверхнос ти, отличающийся тем, что, с целью расшире; кия динамического диапазона нивелира, он снабжен индикатором-датчиком часового типа, жестко связанным с кремальерным механизмом, вертикальная зубчатая.рейка которого смонтирована на станине прибора так, что индикаторный шарик датчика контактирует с верхней плоскостью крышки одного нз сообщающихся сосудов.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:
1. Бочкарев В.Ф., Скурбят А.Н, Уровенный вариометр. Известия АН СССР, серия геофизическая, I961, И 1, с- 32-36.
2. Авторское свидетельство СССР Н 401890, кл. G 01 С 5/04