Способ гидронивелирования и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к инженерной геодезии и позволяет повысить точность измерений при дистанционном съеме информации. Способ гидронивелирования заключается в том, что во вспомогательных отсеках в сосудов 1 и 2 равномерно изменяют давление газа в одном и противоположном направлениях и одновременно отсчитывают величины перемещения уровня жидкости от его исходного положения до положения контактирования с датчиками уровня соответственно основного и вспомогательного отсеков сосудов.Устройство для гидронивелирования содержит сосуды 1 и 2, каждый из которых выполнен в виде основного а и вспомогательного в отсеков, сообщающихся между собой и частично заполненных жидкостью, при зтом в отсеках а и в установлены датчики уровня 4 и 5. 2 с.п. ф-лы, 1 ил. i СЛ 4 О5 4: СП

ОСА СОЕЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„.SU 446475 А1 (51)4 G 0 С 5 04 9 22

ГОСУДМ СТНЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОЛИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4047811/24-10 (22) 01.04.86 (46) 23.12.88. Бюл. III 47 (71) Ереванский политехнический институт им. К. Маркса (72) И.А. Таплашвили (53) 528.543(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1Р 546777, кл. G 01 С 5/04, 1975.

Авторское свидетельство СССР

NI 554468, кл. G 01 С 5/04, 1975. (54) СПОСОБ ГИДРОНИВЕЛИРОВАНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ (57) Изобретение относится к инженерной геодезии и позволяет повысить точность измерений гри дистанционном съеме информации. Способ гидронивелирования заключается в том, что во

"вспомогательных отсеках "в" сосудов

1 и 2 равномерно изменяют давление газа в одном и противоположном направлениях и одновременно отсчитывают величины перемещения уровня жидкости от его исходного положения до положенин контактирования с датчиками уровня соответственно основного и вспомогательного отсеков сосудов.устронство для гидронивелирования содержит сосуды 1 и 2, каждый иэ которых выполнен в виде основного а" и вспомогательного "e отсеков, сообщающихся между собой и частично заполненных жидкостью, при этом в отсе11 II 11 11 к ах а н в установлены датчики

Ф уровня 4 и 5. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

144б475

Изобретение относится к инженерной геодезии, в частности к измерениям превьппений или относительных вертикальных смещений между контрольными точками с помощью сообщающихся сосудов, заполненных однородной жидкостью.

Целью изобретения является повышение точности измерений при дистанционном съеме информации. 10

На чертеже представлена схема устройства, реализующего способ гидронивелирования.

Устройство содержит минимум два одинаковых сообщающихся по жидкости сосуда 1 и 2, каждый из которых внутри разделен перегородкой 3 на два смежных отсека: основной и и вспомогательный в, сообщающиеся между собой только по жидкости через отверстие в донной части сосуда. В верхней части основного и вспомогательного отсеков сосудов расположены соответственно датчики 4 и 5 уровня, выполненные в виде игольчатых электро- 25 дов, изолированных от корпуса и соединенных с блоком 6 обработки информации проводами 7. Газовые объемы вспомогательных 6 отсеков сосудов 1

2 соединены трубопроводами 8 с ка- З0 мерой 9 газового давления, в которой перемещается поршень 10 с помощью привода (не показан). Вентиль

11 предусмотрен для возможности сообщения газовых объемов вспомогательных s отсеков сосудов 1 и 2 с окру35 жающей средой.

В газовых объемах основных отсеков а сосудов 1 и 2 поддерживается одинаковое и постоянное атмосферное давление.

Способ гидронивелирования осуществляется следующим образом.

С помощью вентиля 11, открываемого на некоторое время, в основных и вспомогательных s отсеках сосудов

1 и 2 выставляется исходный уровень жидкости в сосудах по линии 0-0 (для упрощения предполагаем, что атмосферное давление и температура в зоне расположения каждого сосуда одинаковы). При этом в сосудах 1 и 2 установятся исходные высоты столбов жидкости h, и Ь2 соответственно. Затем, закрыв вентиль 11, равномерно увеличивают давление в газовой камере 9 путем равномерного перемещения поршня 10 в прямом направлении (показано сплошной стрелкой), вызывая р вномерное повьппение давления во вспоI могательных в отсеках сосудов 1 и 2.

Поскольку передача и распределение давления в газах протекают с высокой скоростью (со скоростью звука), то можно считать, что в любой момент времени давление во вспомогательных в отсеках сосудов 1 и 2 практически одинаково, а так как в любом сечении заполненного жидкостью трубопровода, соединяющего сосуды 1 и 2, жидкость уравновешена одинаковыми давлениями с обеих сторон, то с увеличением давления газа ва вспомогательных отсеках жидкость в каждом сосуде будет только перетекать из вспомогательного в отсека в основной а .Следовательно, при равномерном повышении газового давления во вспомогательных отсеках в сосудов 1 и 2 имеет место равномерный подъем уровня жидкости в основных а отсеках до контактирования жидкости с датчиками 4 уровня. При этом уровень жидкости в основном отсеке а сосуда 1 поднимется на высоту h о,, а в основном ч отсеке сосуда 2 — на высоту h относительно исходного уровня жидкости в сосудах по линии 0-0. После того,как будет выполнен отсчет значений высот h è h с помощью блока 6 обработки информации, вновь выставляют исходный уровень жидкости в сосудах

1 и 2 путем кратковременного открывания вентиля 11. Затем равномерно уменьшают давление в газовой камере 9 путем равномерного перемещения поршня 10 в обратном направлении (показано пунктирной стрелкой), вызывая равномерное разрежение газа во вспомогательных в отсеках сосудов и 2. При этом жидкость в каждом сосуде равномерно перетекает из основного

О отсека во вспомогательный в,след" ствием чего будет равномерный подъем уровня жидкости во вспомогательных в отсеках сосудов до контактирования жидкости с датчиками 5 уровня, причем уровень жидкости во вспомогательном в отсеке сосуда. 1 поднимается на высоту h „, а во вспомогательном в отсеке сосуда 2 — на высоту h82ÎòíÎñí тельно исходного уровня жидкости в сосудах по линии О-О.

Если расстояния от оснований сосудов 1 и 2 до датчиков 4 уровня (в частности, до заточенных концов электродов) в основных а отсеках сосудов з 1446475

1 и 2 обозначить соответственно через

L и Т., а до датчиков 5 уровня во вспомогательных ь отсеках — через

Ь, и L соответственно, то

5 тельных s отсеках сосудов

1 и 2 после установки их на контролируемые точки; ((I((((I

h,h p2 ((g(и h е2 вторые отсчеты высот подъема уровня жидкости относительно исходного уровня в осr

НОВ НЫХ «И вспомогательных ь отсеках сосудов 1 и 2 после перестановки их местами на контролируемых точках.

Применение формулы (8) удобно для гидронивелира, выполненного в виде переносного прибора. Для тех случаев, когда необходимо измерять относительные вертикальные смещения (осадки) точек, гидронивелир может быть выполнен в ниде многоточечной системы,монтируемой стационарно на контролируемом объекте.

Тогда для первого цикла измерений можно записать

Lo(ho" й

h1 1= LS1 — h64p

10 а также

ЬО2 ((>2 э (2) Т е2 1>2

Из выражений (1) и (2) следует,что

15 аН = Т„- Т (5) 2

25 (((ь., ььт) После перестановки сосудов 1 и 2 местами и снятии вторых отсчетов ана- З5 логично получим равенство

-(ь „+ь, ))- ((ь, +ь «)-(hoq+h 2) j).(9) Аналогично для второго цикла изме40 рений получают

Решая совместно равенства (6) и (7), получим формулу для определения превышения между точками

4 Ь" (>т+" Ьт) ("o(+ 6()3 предполагая при этом, что значения

L, э Т 2э Ь т H Т н2 яВЛяЮтСя Прахтн чески постоянными при различйых циклах измерений. (8) ГДЕ h нhI эh((И ЬВ2 ПЕРВЫЕ ОТСЧЕ- 50 от н бт н 8т

Tbl ВЫСОТ ПОДЪ ема уровняжидкости относиРешая совместно выражения (9) и (10), получают формулу для определения величины относительно вертикального смещения 1>dH (осадки) точек

Между двумя циклами измерений тельно исходного уровня 55 соответственг ll н - а н — (н - (((ь,", +ь,", >ИО В ОСНОВНЫХ а и вспомога(((ого в2)) - Bh(>т +и ьт ) ((>(>т +hт)) >т(11) — — (. (L„+ ь,) (h„+ h„)$; (3)

Т,о L(>2)-(Ьэ2 82) j, (4)

1 причем искомое превышение между нивелируемыми точками

Установив сосуды 1 и 2 на контро.— лируемые точки и сняв первые отсчеты, из выражений (3)-(5) имеем равенство лн - — (((ь „+ь,,>-(h, íh,, >>в

-((ь, + ь„)-(L„+ ь,„))). (6) 3H.= — k((hт, +he )-(hо,+ Т В ) — — P(L + ьв,)-(ь„+ ь«)j%, - ((Т (,+ (,",) — (Т,,+Т „)Д, (н" - ь,-ь,= — ((((.„+(.„>-(ь,",+ь"„>)((ь + ь ) (h +Ь«)а (10) 475 ления газа во вспомогательных отсе01 62 01 d H — 2 I (N o1+N82 ) Жп +1 еЛ вЂ” ((N,", +И, „)-(К, „+и,, ))j, (12) 30 (13) Формула изобретения

Составитель С. Коврина

Редактор Л. Гратилло Техред М.Ходанич Корректор Г. Решетник .г

Тираж 680

Заказ 6738/46

Подписное

ВНКЙТИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

5 1446 где 1,, >h,,,h „, и h,, — отсчеты высот подъема уровня жидкости относительно исходного уровня в основных а и вспомогательных 8 отсеках сосудов 1 и 2, полученные в первом цикле измерений; ром цикле измерений.

Для дистанционного съема информации необходимо, чтобы блок 6 обработки информации имел связь с датчиком перемещения привода поршня 10 камеры

9 газового давления. При дискретной форме передачи информации формулы (8) и (11) соответственно примут следующий вид:

25 о

4 01 ь ) (т+ ь1Я где а цена счетного импульса Выра- 35 женная в единицах длины, через N c индексами выражены зафиксированные поканальными счетчиками числа импульсов при замерах в соответствующих отсеках сосудов в соответствующие 40 приемы (циклы) измерений.

1. Способ гидронивелирования, за- 45 ключающийся в том, что принудительно изменяют уровень жидкости в смежных отсеках сосудов путем изменения давках сосудов и определяют относительное превышение между сосудами по разности отсчетов, зафиксированных в моменты контакта поверхности жидкости с датчиками уровня, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения точности измерений при дистанционном съеме информации, давление газа во вспомогательных отсеках сосудов равномерно изменяют в одном направлении нагнетанием давления и одновременно отсчитывают величины перемещения уровня жидкости от его исходного положения до положения контактирования с датчиками уровня основных отсеков сосудов, затем после возвращения уровня жидкости к исходному положению давление газа во вспомогательных отсеках сосудов равномерно изменяют в противоположном направлении разрежением газа и одновременно отсчитывают величины перемещения уровня жидкости от его исходного положения до положения контактиро-. вания с датчиками уровня вспомогательных отсеков сосудов.

2. Устройство для гидронивелирования, содержащее сосуды, каждый из которых выполнен в виде основного и вспомогательного отсеков, сообщающихся между собой и частично заполненных жидкостью, причем газовый объем вспомогательного отсека каждого сосуда соединен с камерой газового давления, а основные отсеки сосудов снабжены датчиками уровня и сообщены с источником постоянного атмосферного давления, а также блок обработки информации, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений при дистанционном съеме информации, в него введены дополнительные датчики уровня, каждый из которых установлен в соответствующем вспомогательном отсеке сосуда.