Способ гидростатического нивелирования

 

С0103 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11)

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

1 р Ф j

/ 3 .

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOIVIV СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3573337/24-10 (22) 04.02.83 (46) 15.01.86. Бюл. Р 2 (71) Государственный научно-исследовательский и проектный институт нефтяной промышленности (72) А.А.Назарчук (53) 528.541(088.8) (56) Нестеренко Г.Т. Применение водяного нивелира при исследовании сдвижения горных пород. — М. Горный журнал, 1952, Р 6, Авторское свидетельство СССР

Р 608882, кл. С 01 С 5/04, 28.07.76. (54)(57) СПОСОБ ГИДРОСТАТИ ВЕСКОГО

НИВЕЛИРОВАНИЯ, включающий изменение температуры жидкости в одном из сообщающихся сосудов до устранения разности температур жидкости в обоих сосудах, регистрацию уровней жидкости в момент равенства температур жидкости и вычисление по ним превышения, отличающийся тем, что, с целью повьппения точности измерений путем учета динамики изменения уровня в сосудах, изменение температуры жидкости в одном из сообщающихся сосудов производят циклически в пределах естественной разности температур в вертикальных столбах жидкости путем поочередной подачи подогретой и охлажденной жидкости в рубашку сосуда и соединительной трубки, измеряют уровни в сосудах через интервалы повышения и понижения и по измеренным уровням находят истинные значения уровней.

1204924

Изобретение относится к измери= тельной технике в геодезии и может быть использовано при передаче отметок через водные преграды, для наблюдения за осадкой инженерных сооружений и сдвижениями земной поверх ности, Целью изобретения является повышение точности измерений путем учета динамики изменения уровня в сосудах.

На фиг.1 приведена схема, иллюстрирующая перераспределение объемов жидкости в сообщающихся сосудах на фиг.2 и 3 — графики изменения уровня в первом сосуде; на фиг.4 и

5 — графики изменения уровня во втором сосуде.

Пусть первоначальная температура в системе сообщающихся сосудов " равна и уровень в сосудах 1 и 2 находится в одной горизонтальной плоскости 3. Пусть температура в сосуде

2 повысилась от $, до $, тогда термическое расширение жидкости, находящейся в сосуде 2 и вертикальном участке соединения, приведет к повышению уровня соответственно íà h и h а увеличение внутренних полостей сосуда и вертикального участка соединения за счет термического расширения материалов понизит уровень соответственно на h< и 4< . При ,равных диаметрах сосудов и постоянном поперечном сечении соединения из сосуда в сосуд перейдет столб жидкости высотой

" -" ih + h5 (1)

Тогда в сосуде 1 уровень пони зится на ()

2 и установится на высоте. Н1 (уровень 6), а в сосуде 2 уровень повысится на

1 и установится на высоте Н (уровень 7).

Следовательно, высоты вертикальных столбов в сосудах 1 и 2 будут равны (4) При этом

5 где Н< и Н вЂ” высоты столбов жидкосн. в сосудах при температуре, и 1, Р, иР,температурах 1, и и 1, 3 =Р Н . (5)

Формула (5) отображает реально происходящий процесс и дает коли- чественную характеристику высот вертикальных столбов жидкости в сообщающихся сосудах при изменении

15 температуры.

Пусть при повышении температуры в одном из сосудов измеренные значения уровня равны о, и b, а вычис-! т ленные поправки соответственно я и и h,,тогда при известных истинных

20 значенйях уровня Я, и h,ìîæíî записать, что

1 о,"- с о- у (6)

Ь,. о,+ h"

25 и соответственно при понижении температуры с о

Т (7)

6ледовательно, при повышении, а затем понижении температуры или наобо2

4 рот поправки 6 и меняют свои знаки на противоположные и в определенный момент времени приобретают значения, равные нулю, что соответствует равенству температуры в обоих сосудах. Уровень в сосудах в этот момент времени будет находиться в одной га ризонтальной плоскости, и значения их будут равны истинным Д и

Если в системе прямоугольных коор динат построить кривые изменения уровня в сосудах, то отрезки этих кривых от максимума (минимума) до минимума (максимума) будут содержать

45 точки, в которых поправки 1 и переходят через нуль. Эти точки находят так: отрезки кривых от максимума (минимума) до минимума (максимума) накладывают на соседние отрезки кривых от минимума (максимума) до максимума (минимума) так, чтобы их ближайшие максимум и минимум (или наоборот) разместились на прямой, параллельной оси ординат, при этом накладываемый отрезок кри вой переносят параллельно оси абсцисс,и находят точки пересечения (равновесия) отрезков кривых, Зна12 чения ординат этих точек равны

C. истинным значениям уровня 0 и

Пример . В системе сообщающихся сосудов первоначальная температура вертикального столба жидо кости в первом сосуде 21 С, ab втором 23,5 С. Температуру вертикального столба жидкости в первом сосуо, де сначала повышали до 25-29 С, а о затем понижали до 15-17 С соответственно подогретой и охлажденной водой, заливаемой в рубашку вертикального участка соединения. Температура во втором сосуде не изменялась. Уровень в сосудах измеряли через каждые 0,05-0,15 мм повышения и понижения уровня с точностью до

0,01 мм. IIo измеренным значениям уровня строят графики. В случае проведения замеров через примерно равные промежутки повышения и пони жения уровня на осях абсцисс откла1 дывают условное время, т.е. интервалы времени для обеих графиков принимают равными. В случае разновременности производства пары отсчетов уровня по осям абсцисс откладывают истинные отрезки времени между замерами, учитывая при этом время начала измерения первых д,и В,, Кривые изменения уровня по максимумам и минимумам разбиты линиями A-A Б-Б, В-В, Г-Г, Д-Д

04924

Е-Е, Ж-Ж, 3-3, параллельными оси ординат, на отрезки 1-4 и 5-8 по

I полпериода. Отрезки 2-4 и о-о параллельным переносом относительно оси абсцисс наложены на ближайшие к ним

5 отрезки и заняли новое положение

2, 3, 4 и 6, 7, 8, при этом линия Б-Б совмещается с линией

А — А, линия В-В с линией Б-Б и

Пересечения наложенных друг на друга кривых образуют пары точек равновесия 0, и 3,, 0 и hq, и > и значения уровня в которых равно истинному. Отрезки кривых 2 и 6 занимаt5 ( ют положение 2 и 6 и пересекают отрезки 1 и 5 в точках равновесия со значениями уровня ч, =3,57 мм и

=4 95 мм. Отрезки 3 и 7 занимают э положение 3 и 7, а отрезки 4 и

8 — положение 4 и 8, на пересечеу нии их соответственно с отрезками

2,6 и 3,7, находят следующие пары точек равновесия со значениями:

=3 75 мм и b =4,93 мм, д > =3,60 мм, =4,95 мм.

По найденным трем парам значений уровня вычисляют превышение

4, — д, = 4,95-3, 57=1 38 мм, b,— д = 4, 93-3, "7=1, 36 мм, 4,- д,, = 4,95 — 3,60=1, 35 мм, среднее из которых равно 1,36 мм.

1204924

Рие. Р

Й,ИН .

Г8

gb

27 Ю

46 45

Щуг Х

1204924

1f Риг.4

ВНИИПИ Заказ 8515/40 Тираж 650 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Ужгород, ул.Проектная, 4

lw, ним. укмИ ы юг усло8.