Гидростатический нивелир

 

Изобретение относится к геодезическому приборостроению и позволяет повысить точность и расширить динамический диапазон измерений путем увеличения стабильности первичных преобразователей. Нивелир содержит несколько измерительных сосудов 1, в каждом из которых размещена мягкая мембрана 2, обеспечивающая выравнивание давления внутри сосуда с внешним давлением и его герметичность. При изменении уровня жидкости в сосуде 1 меняется положение связанного с ним ленточной пружиной 6 поплавка 5 и соответственно емкости конденсаторов, образованных металлизированной поверхностью 7 поплавка и двумя цилиндрическими электродами 10. Разностная частота генератора, в который поочередно включаются конденсаторы, характеризует величину смещения поплавка.1 ил. (Л ND 01 Ю О оо

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1275208

15Р 4 G 01 C 5 04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, ц

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 (21) 3742346/24-10 (22) 22.05.84 (46) 07.12.86. Бюл. № 45 (71) Ордена Ленина институт физики Земли им. О. Ю. Шмидта (72) А. Б. Манукин, Е. И. Попов и В. И. Ребров (53) 528.546 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 508674, кл. G 01 С 5/04, 14.01.74.

Авторское свидетельство СССР № 823861, кл. G 01 С 5/04, 20.03.79. (54) ГИДРОСТАТИЧЕСКИЙ НИВЕЛИР (57) Изобретение относится к геодезическому приборостроению и позволяет повысить точность и расширить динамический диапазон измерений путем увеличения стабильности первичных преобразователей. Нивелир содержит несколько измерительных сосудов 1, в каждом из которых размещена мягкая мембрана 2, обеспечивающая выравнивание давления внутри сосуда с внешним давлением и его герметичность. При изменении уровня жидкости в сосуде 1 меняется положение связанного с ним ленточной пружиной 6 поплавка 5 и соответственно емкости конденсаторов, образованных металлизированной поверхностью 7 поплавка и двумя цилиндрическими электродами 10. Разностная частота генератора, в который поочередно включаются конденсаторы, характеризует величину смещения поплавка.1 ил.

1275208

Формула изобретения

BHHHIIH Заказ боо49/29 Тираж 670 Подписное

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение относится к геодезическому

0р иборостроению, в частности к дистан ционным гидростатическим нивелирам.

Цель изобретения — повышение точности и расширение динамического диапазона измерений путем увеличения стабильности первичных преобразователей.

На чертеже приведена схема устройства.

Устройство содержит измерительный сосуд 1, мягкую мембрану 2, жидкостный шланг 3, воздушный шланг 4, поплавок 5, ленточную пружину 6, металлизированную боковую поверхность 7 поплавка, гибкий проводник 8, автогенератор 9 частотного преобразователя, цилиндрические электроды

10 измерительных конденсаторов, диэлектрическую обойму 11, высокочастотный кабель 12, четырехжильный низкочастотный кабель 13.

Гидростатический нивелир может содержать два или более измерительных сосудов 1, соединенных между собой воздушным 4 и жидкостным 3 шлангами. Каждый сосуд имеет герметичную верхнюю крышку в виде мягкой мембраны 2, назначение которой -- выравнивание давления внутри сосудов с внешним давлением. Это позволяет избежать значительных общих изменений уровня жидкости в сосудах, возникающих при колебаниях внешнего давления, и одновременно обеспечивает герметичность cocyäoâ. Поплавок 5, имеющий форму пустотелого цилиндра, удерживается в центре сосуда с помощью ленточной пружины 6. Металлизи.рованная боковая поверхность 7 поплавка соединяется гибким проводником 8 с автогенератором 9 емкостного частотного преобразователя. Два цилиндрических электрода

10 соеди нен ы с упр авляем ы ми ч астотозадающими цепями автогенератора и жестко связаны с корпусом сосуда при помощи диэлектрической обоймы 11. Выходной сигнал с автогенератора 9 емкостного частотного преобразователя поступает в многоканальный измерительный блок по высокочастотному кабелю 12. С помощью низкочастотного кабеля 13 осуществляется управление цепями преобразователя.

Гидростатический нивелир работает следующим образом, При вертикальных относительных перемещениях точек, где установлены измерительные сосуды, изменяется положение уровней жидкости, а значит и положение поплавков, относительно корпусов сосудов. При этом изменяется площадь перекрытия металлизированной боковой поверхности 7 поплавка и двух цилиндрических электродов 10 измерительных конденсаторов. Если в одном из сосудов уровень жидкости опуск ается, то емкость Ci (верхний цилиндрический электрод 10 и металлизированная поверх5

50 ность поплавка) уменьшается, а емкость С> (нижний электрод 10) узеличивается.

Одно измерение сводится к измереник двух собственных частот генератора, в который поочередно включаются емкости С1 и С2.

Частоты F и Е, соответствующие включению емкостей Ci и С, в первом приближении имеют вид

Fi F,(I + ) Е2 ЕО(1 )1

2 b 2 Ь где Ео — частота, соответствующая симметричному относительно цилиндрических электродов, положению поплавка;

Ь вЂ” величина линейного перекрытия цилиндрических электродов 10 боковой механизированной поверхностью поплавка в симметричном положении;

Х вЂ” смещение поплавка.

Разностная частота Ь F= Fi — F -Fo характеризует величину смещения поплавка, .Ь т. е. уровня жидкости относительно корпуса сосуда. При такой схеме измерения существенно уменьшается влияние дрейфа собственной частоты Го автогенератора и увеличивается линейность преобразования. С помощью автоматического многоканального измерительного блока производится синхронизированный опрос каждого измерительного сосуда с непосредственным измерением частот Fi и F> без вторичных преобразований с записью и представлением информационных частот в цифровом коде.

Гидростатический нивелир, содержащий измерительные сосуды с рабочей жидкостьк), соединенные гибкими жидкостным и воздушным шлангами, частотные емкостные датчики уровня жидкости, выполненные в виде цилиндрических электродов, из которых внешний жестко закреплен на корпусе измерительного сосуда, и многоканальный измерительный блок, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и расширения динамического диапазона измерений путем увеличения стабильности первичных преобразователей, B нем каждый измерительный сосуд выполнен с мембраной и поплавком, связанным с сосудом ленточной пружиной, внешний цилиндрический электрод выполнен в виде двух колец, расположенных ниже уровня рабочей жидкости, внутренний и цилиндрический электрод закреплен на боковой поверхности поплавка, а зазор между упомянутыми электродами не превышает одной пятой от их линейного перекр ыти я.