Гидростатический нивелир

Гидростатический нивелир

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскмх

Социалистических

Республик

„,>781568 (61) Дополнительное к авт. свмд-ву (22) Заявлено 300 1.78 (21) 2573206/18-10 (51)М. Кл,з с прмсоедмнеммем звявкм HP а 01 С 5/04

С 01 С 9/22

Государственный комитет

СССР по делам изобретений. и открытий (23) Г1рмормтет

Опубликовано 23.11.80. Бюллетень Й9 43

Дата опублмковаммя опмсвнмя 23.1 1.80 (53) УДК 528. 541 (088. 81 (72) Авторы изобретения

Э.A.Äoí, А.Я.Левин и Г.А.Тимофеев

Всесоюзный дважды ордена Трудового Красного Знамени теплотехнический научно-исследовательский институт им. Ф,Э.Дэержинского (71) Заявитель (54) ГИДРОСТАТИЧЕСКИЙ НИВЕЛИР

Изобретение относится к геодезическому приборостроению, а именно к устройствам контроля эа изменением высотного положения определенных точек объекта, например опор турбоагрегата в процессе его длительной работы.

Известны гидростатические нивелиры, содержащие два и более измеритель- О ных стаканов с регистрацией уровня контактным способом 11.1.

Известны датчики уровня жидкости, применяемые в качестве измерительных головок гидростатического нивелира, 15 содержащи е сосуды, э аполненные жидкостью с помещенными в них поплавками с центром тяжести ниже уровня жидкости и с расчетным профилем боковой поверхности. Поплавок снабжен плунже- 20 ром индуктивного датчика, закрепленного на сосуде, подвижная система поплавка центрируется относительно сосуда f2).

Наиболее близким по технической 25 сущности и достигаемому результату к предлагаемому является гидростатический нивелир, содержащий сообщающиеся сосуды, частично заполненные жидкостью с помещенными в них поплавками, З(1 соединенными с сердечниками индуктивных датчиков (3).

Цель изобретения — повышение точности измерений и обеспечение линейной зависимости перемещения поплавка относительно уровня жидкости.

Поставленная цель достигается тем, что в гидростатическом нивелире, содержащем сообщающиеся сосуды, частично заполненные жидкостью, индуктивный датчик уровня жидкости с поплавком, соединенным с сердечником и с катушкой, укрепленной на корпусе сосуда, а также элемент, центрирующий поплавок относительно сосуда, боковая поверхнбсть поплавка имеет форму суженного книзу параболоида, а центрирующий элемент выполнен в виде магнйта, вакрепленньгб над поплавком в верхней части сосуда. С целью улучшения метрологических характеристик в условиях высоких температур в качестве рабочей выбрана высококипящая жидкость, например сплав

Вуда или силиконовое масло.

Кроме того, сосуды и уравнительная трубка заключены в сообщенные между собой кожухи, имеющие последовательно соединенные входные и сброс781568 ные патрубки для термостабилизирующей среды.

В устройстве в равновесном состоянии поплавок находится в поле действия квазистатических сил: веса выталкивающей жидкости и магнитного притяжения.

Влияние неуравновешенных электромагнитных сил индуктивной катушки не учитывают, поскольку она запитывается переменным током высокой частоты.

Сила веса поплавка не зависит от относительного вертикального смещения его в сосуде и используется в рассматриваемой конструкции лишь для обеспечения соосности поплавка и сосуда. При необходимости компенсировать значительную угловую несоосность. поплавка и сосуда в нижней части его может быть установлен второй центрирующий магнит.

Силы магнитного притяжения и вы- 20 талкивающей жидкОсти относятся к позиционным силам, причем, если первая сила нелинейна в зависимости от зазора с показателем степени 2 и более, то вторая — линейно связана с глуби- 25 ной погружения поплавка.

С целью обеспечения линейной выходной характеристики индуктивного преобразователя в рассматриваемой конструкции применяется профилирование боковой поверхности поплавка,т.е. изменение силы притяжения магнита с расстоянием до поплавка компенсируется соответствующим изменением силы выталкивания жидкости. 35

На чертеже схематически изображено предлагаемое устройство, продольный разрез.

Сообщающиеся сосуды 1 и 2 гидростатического нивелира соединены гибкой трубкой 3 и установлены на репер- 4О ные марки 4 и 5. Внутри одного из сосудов размещены поплавок б с центром тяжести ниже уровня жидкости и боковой поверхностью в виде суженного книзу параболлоида и в верхней 45 части — магнит 7. Иа корпусе сосуда

2 укреплена индуктивная катушка .8.

Сосуды 1, 2 заключены в кожухи 9, а последние соединены между собой коаксиально с трубкой 3 шлангом 10. Hat- 5p однбм из кожухов (например сосуда 1) имеется патрубок ll подвода термостабилиэирующей среды, а на другом (здесь — сосуда 2) — соответствующий сбросной патрубок 12. В верхней части каждого из сосудов 1 и 2 выполнены отверстия 13 для выравнивания внешнего давления, соединенные между собой трубкой 14. Сосуды 1 и 2 заполнены рабочей жидкостью 15. Для ограничения предельного подъема поплавка б, во 60 избежание его залипания к магниту 7, предусмотрен упор 16. В зазоре между поплавком.б и магнитом 7 может быть установлен преобразователь 17 Холла, позволяющий получать информацию о по- б5 ложении поплавка по изменению напряженности магнитного поля.

Гидростатический нивелир работает следующим образом.

В сосуды 1, 2 заливается жидкость

15, например силиконовое масло или сплав Вуда. Измерение превышений реперных марок 4 и 5 производится общеиз вестным методом. Изменение относительного положения свободной поверхности жидкости в сосуде вызывает вертикаль- ные перемещения поплавка б в зазоре . .индуктивной катушки S,вызывая в ней пропорциональное изменение глубины модуляции выходного сигнала. При использовании преобразователя 17 Холла выходной сигнал определяется изменением напряженности магнитного поля в зазоре между поплавком и магнитом.

Использование в качестве жидкого металла вместо ртути нетоксичного сплава Вуда или других высокотемпературных жидкостей позволяет повысить безопасность эксплуатации гидростатического нивелира.

В качестве термостабилизирующей средЫ может использоваться пар турбоустановки. Свободная магнитная подвеска поплавка позволяет устранить существенный недостаток поплавковых гидроуровней, а именно наличие трения поплавка о стенки сосуда и перекосы поплавковых систем, что приводит к существенному повышению точности измерения °

Благодаря подводу термостабилиэирующей среды становится возможной произвольная трассировка соединительных шлангов, которые укладываются в штатные кабельные каналы энергетической установки, т.е. устройство легко используется в качестве средства постоянного контроля за расцентровками турбоагрегата.

Формула изобретения

1. Гидростатический нивелир, содержащий сообщающиеся сосуды, частично заполненные жидкостью, индуктивный датчик уровня жидкости с поплавком, соединенным с сердечником и с катушкой, укрепленной на корпусе сосуда, а также элемент, цеитрирующий поплавок относительно сосуда, о тл и ч а ю шийся тем, что, с це-: лью повиаеиия точности .измерейий, боковая поверхность поплавка имеет форму суженного книзу параболоида, а центрирующий элемент выполнен в виде магнита, закрепленного над поплавком в верхней части сосуда.

2. Нивелир по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью улучшения метрологических характеристик в условиях высоких температур, в качестве рабочей использована высоко6

781568

Составитель Л.Колюбакина

Техред Е.Гаврылешко Корректор Г. Назарова

Редактор Л.Кеви

Заказ 8110/40 Тираж 801 . - . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал IIIIII Патент, г. Ужгооод. ул.:Пооектнаа.4 кипящая жидкость, например сплав Вуда илн силиконовое масло.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Васютинский И.Ю, Гидростатическое нивелирование. М., Недра, 1976, с. В1.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 226875, кл. G 01 F 15/08,G Ol F 1/00, 1966.

3. Авторское свидетельство ЧССР

9 168933, кл. G 01 С 5/04,G 01 С 13/00, 1977 (прототип).