Гидростатический нивелир

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 3(51) G 01 С 5 04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ;:

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИЙ (21) 3448144/18-10 (22) 04.06.82 (46 ) 07. 10. 83 . Бюл. 9 37 (72) A.N. Бобровников и С.В. Жуков (53) 528. 541(088. 8) (5á) 1. Васютинский H.)0. Гидростати ческое нивелирование. И., "Недра", 19 76, с. 79-84.

2. Патент Чехословакии 9. 101570, кл. 42 С 24/02, 1961.

3. Авторское свидетельство СССР

9 554468, кЛ. 0 01 (; 5/04, 1975.

4. Авторское свидетельство СССР

9 781569, кя. G 01 С 5/04, 1980

:(прототип). (54)(57) РИДРОСТАТИЧЕСКИЙ НИВЕЛИР, содержащий сообщающиеся сосуды с жидкостью и измерительную систему, о т л и ч а ю щ и c я тем, что, с целью повьеаения точности и надежности измерения превышений, он снабжен первым и вторым акустическими преобразователями и последовательно ° соединенными синхронизатором, триггером, первым генератором зондирующих импульсов, первым усилителем, измерителем времени, блоком опроса, арифметическим блоком и индикатором, а также последовательно соединенными вторым генератором зондирующих импульсов и вторым усилителем, выход которого подключен к второму входу измерителя времени, а также формирователем, включенным между вторым выходом триггера, соединенным с вторым входом блока опроса, и вторым входом арифметического блока, причем выход первого генератора подключен к первому акустическому преобразователю, размещенному в верхней части первого Е

С сообщающегося сосуда, а выход второго генератора электрически подключен к второму акустическому преобразователю, установленному аналогично первому во втором сообщающемся сосуде, при этом вход второго генератора соединен с вторым выходом триггера.

104бб14

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является гидродинамический нивелир, содержащий сообщающиеся сосуды с токопроводящей жидкостью, подъемный механизм с измерителем высоты подъема, выход которого подключен через усилитель к отсчетному устройству, пороговый элемент и электроды, подключенные к бло- 35 ку питания через отключающий блок, выполненный н виде резистора и двух электронных ключей, один из которых подключен последовательно, а другой параллельно с электродом, причем 40 выход порогового элемента подключен к цепям управления электронных ключей, а вход его подключен параллельно электроду (4) . Однако наличие механических принодон, химическая активность электролита, коррозия электродов, изменение их контактного сопротивления др. не позволяет достичь высокой надежности и точности измерения превышений.

Цель изобретения — повышение надежности и точности измерения превышений .

Поставленная цель достигается тем, что гидростатический нивелир, содержащий сообщающиеся сосуды с жидкостьк> и измерительную систему, снабжен первым и вторым акустическими преобразователями и последовательно соеди н ен ными си нхрони з атором, три ггером, первым генератором зондирукицих им- 60 пульсов, первым усилителем, измерителем времени, блоком опроса, арифметическим блоком и индикатором, а также последовательно соединенными вторым генератором зондирующих им- у

Изобретение относится к области геодезических измерений, в частности к устройствам для определения превышений с помощью сообщак>щихся сосудов, наполненных однородной жидко-. стью,. и может быть использовано для системетических измерений осадок промьпаленных и специальных сооружений.

Известны гидростатические нивелиры,, содержащие дна и более измери- 10 тельных сосудов, соединенных трубопроводом и заполненных рабочей жидкостью, снабженные электродами для регистрации уровня жидкости в сосудах контактным способом, в частиости приборы, основанные на определении момента замыкания контактов электрической цепи жидкостью (11 .

Изнестны гидродинамические никелиры, содержащие сообщающиеся 20 сосуды с расположенными н них электродами для регистрации уровня жидкостиa устройство для измерения уров

1ня жидкости н сосудах и блок обработки информации (2), (3) .

25 пульсов. и вторым усилителем, выход которого подключен ко второму входу измерителя времени,а также формирователем,включенным между вторым выходом триггера, соединенным со вторым входом блока опроса, и вторым входом арифметического блока, причем выход первого генератора подключен к первому акустическому преобразователю, размещенному н верхней части первого сообщающегося сосуда, а выход второго генератора электрически подключен ко второму акустическому преобразователю, установленному аналогично первому во втором сообщающемся сосуде, при этом вход второго генератора соединен со вторым выходом триггера.

Повышение точности и надежности при этом достигается за счет бесконтактного измерения уровня жидкости, исключения влияния химической активности электролита на электроды, благодаря отсутствию механических узлов.

Если уровни жидкости в сосудах 1 и 2 различны, то различны и расстояния от акустических преобразователей

3 и 4 до поверхностей жидкости в сосудах, а, следовательно, на входе измерителя 11 времени сигналы поступят неодновременно. Первым из поступивших сигналов измеритель 11 времени переводится н режим измерения времени, а вторым — останавливается. В результате в счетчике измерителя 11 времени накопится число, равное разности времени прохождения сигналов от преобразователей 3 и 4 до поверхностей жидкости в сосудах 1 и 2. Поскольку скорость распространения звука н воздухе известна, а время распространения измерено, то.данной информации достаточно для определения искомой величины — превышение контрольной точки над репером.

Второй импульс, выработанный синхронизатором 3, переводит триггер б н исходное состояние. При этом передним фронтом скачка потенциала второго выхода триггера б запускается формирователь 15 и блок 12 опроса. Блок

12 опроса осуществляет съем информации из счетчика 11 измерителя времени и ее ввод н соответствующие регистры арифметического блока 13. Спустя вреМя, необходимое для завершения этой операции, на выходе формирователя 15 появляется командный импулЬс, который переводит арифметический блок

13 в режим счета. Результат счета индицируется на индикаторе 14.

Для опредеЛения знака превышений измеритель 11 времени снабжен логическим узлом, вырабатывающим код знака "-", если;первым поступает сигнал на его первый вход. Данный

1046614 код передается .на соответствующий элемент индикатора также через блок

12.опроса.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства.

Устройство состоит иэ сообщающихся сосудов 1 и 2 с жидкостью, в верхней части которых установлены первый 3 и вторОй. 4 акустическиЕ преобразователи. Кроме того, устройство снабжено последовательно соединенными 10 . синхронизатором 5,. триггером 6, первым 7 и вторым 8 генераторами зондирующих импульсов, первым 9 и вторым 10 усилителями, измерителем

11 времени,. блоком 12 опроса, ариф- 15 метическим блоком 13, индикатором

14, а также формирователем 15.

Устройство работает следующим обраэом.

Первый сосуд 1 устанавливают на 20 репере, а второй сосуд 2 устанавливают на измерительной точке. После успокоения жидкости выполняют цикл. измерений. При этом синхронизатор

5 вырабатывает короткие электрические импульсы, следующие с постоянной частотой (практически 0,2-1 Гц).

Первым импульсом триггер 6 переводится в состояние "0" и передним Фронтом скачка потен1 иала на первом выходе осуществляет, запуск первого генератора 7 зондирующих импульсов, который вырабатывает мощный импульс возбуждения акустического преобразователя, 3. В результате в воздушную полость над рабочей жидкостью посылается акустический сигнал, который, достигнув поверхности жидкости, отражается и вновь преобразуется в электрический импульс тем же преобразователем 3, а затем усиливается до необходимой величины в усилителе. 9, и пс дается на первый вход измерителя 11 времени. Одновременно во втором генераторе зондирующих импульсов 8, втором акустическом преобразователе .4 и:усилителе 10 происходят аналогичные процессы. При этом выходной сигнал усилителя 10 поступает на второй вход измерителя 11 времени.

В качестве арифметического блока

13 и индикатора 14 .целесообразно рименить программируемай микрокалькулятор. При этом перед измерением в него вводится соответствующая программа обработки и константы исходная отметка репера и скорость распространения .звука B.воздухе при данной температуре. Результат вычислений индицируется на табло микрокалькулятора, который выдает одновременно информацию как об искомом превышении, так и об отметке в точке измерения.

Изобретение обеспечивает повышение точности контроля (от 0,5 мм в иэвест.ном до 0,01 мм в предлагаемом), надежности (нет механических и подвижных узлов, преобразователи не подвержены коррозии, нет необходимости в применении токопроводящих жидкостей — электролитов, не требуется подъемный блок, система может быть выполнена герметичной и т.д.). Кроме того, в 15-20 раэ повышается оперативность измерений по сравнению с известным (время одного измерения

0,02 мс, время обработки 1,5 с при использовании микрокалькулятора типа Б3-21).

10 466 14

Закаэ 7712/40 Тираж 602 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

rrc делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул.

Проектная 4

Составитель В. Васильев

Редактор H. Пушненкова Техред A.Бабинец Корректор A. Повх