Способ определения превышений
Использование инженерная геодезия, при измерении высот точек с помощью гидростатических нивелиров. Сущность изобретения: два сообщающихся сосуда устанавливают поочередно в два полуприема на контролируемых точках. Измерение уровня жидкости производят только в одном из сосудов, А при вычислении превышения по приводному математическому выражению учитывают соотношение площадей внутренних поперечных сечений сосудов . 1 ил
COIO3 СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я)5 G 01 С 5/04
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ .КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4869689/10 (22) 26.09.90 (46) 07,11.92. Бюл. ¹ 41 (71) Ереванский политехнический институт им. К.Маркса (72) И.А, Таплашвили и А.Г, Экимян (56) 1.Васютинский И,Ю. Гидронивелирование, M.: Недра, 1983, с.11-12.
2,Васютинский И.Ю, Гидронивелирование. M.: Недра, 1983, с.71-72. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРЕВЫШЕНИЙ
Изобретение относится к инженерной геодезии, в частности, к измерениям превышений с помощью гидростатического нивелира, состоящего из двух сообщающихся сосудов, заполненных однородной жидкостью, Известен способ определения превышений, базирующийся на основных законах гидравлики в сообщающихся сосудах, каждый из которых снабжен измерительным устройством (см. Васютинский И.Ю.
Гидронивелирование. М., Недра, 1983, с.11—
12).
Недостатком этого способа является низкая производительность измерительных и вычислительных (камеральных) работ. особенно проявляющаяся при большом числе контролируемых точек.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ определения превышений с помощью двух сообщающихся сосудов, из которых только один снабжен измерительным устройством
„„. Ж„„1774168 А1 (57) Использование: инженерная геодезия, при измерении высот точек с помощью гидростатических нивелиров. Сущность изобретения: двэ сообщающихся сосуда устанавливают поочередно в два полуприема на контролируемых точках. Измерение уровня жидкости производят только в од.ном из сосудов, А при вычислении превышения по приводному математическому выражению учитывают соотношение площадей внутренних поперечных сечений сосудов, 1 ил. (см. Васютинский И.Ю. Гидронивелирование. M.. Недра, 1983, с.71 — 72) — прототип.
Основным недостатком данного способа является необходимость выполнения в период измерений периодической коррекции нуля измерительного устройства, которую производят при определенном объеме жидкости, залитой в гидростатическую систему нивелирования. Зто удлиняет измерительный процесс и снижает точность измерений.
Целью изобретения является повышение точности измерений за счет уменьшения влияния ошибки, обусловленной непостоянством объема жидкости в сообщающихся сосудах.
Поставленная цель достигается тем, что
B способе определения превышений,,включающем установку на контролируемых точках двух сообщающихся сосудов с площадью внутренних поперечных сечений соответственно Si и $р, измерение уровня жидкости у 1 в первом сосуде и обработку результатов измерений, после измерения
1774168
Ч1
Sl (6)
v)
h 2 =
V1
% (7)
v)
15
A h =- h z - h 1 (2) V" 1+ V 2 = V" 1+ V"2 = V, (3) (4) (9)h =- у 1 - у" 1. (10) уровня жидкости у 1 переставляют сосуды местами и дополнительно измеряют уровень жидкости у" 1 в первом сосуде, а превышение Л h между контролируемыми точками находят из выражения:
Лh = — (Y1 — Y 1)(1+ — ).
1, „Sl
На чертеже представлена принципиальная схема, поясняющая сущность пред.лагаемого способа определения превышений.
Два сообщающихся по жидкости сосуда
1 и 2 гидростатического нивелира при первом полуприеме располагают так, что сосуд
1 устанавливают на контролируемой точке
А, а сосуд 2 устанавливают на контролируемой точке В (фиг.1a). Искомое превышение
h между точками А и В в этом случае можно ,рассчитать с помощью формулы или Л и = (х2 — Х 1) - (Y 2 - У 1), где h 1 и h 2 — высоты столбов жидкости в сосудах относительно их рабочих оснований; х1 и xz — высоты сосудов или расстояния исходных точек отсчитывания, например, острия измерительного штока при нулевом отсчете по барабану микрометрического винта относительно рабочих оснований в соответствующих сосудах; у 1 и у 2 — значения положения уровня жидкости в сосудах относительно исходных точек отсчитывания.
Второй полуприем выполняют после перестановки сосудов местами (фиг.1б), При этом получим следующие равенства: и = и" 1- и"2 или h h=(х1-х2)-(y 1-y"2), где h" l и h""2 — новые значения высотстолбов жидкости в сосудах относительно их рабочих оснований; у" 1 и у"z — новые значения положения уровня жидкости в сосудах относительно исходных точек отсчитывания.
Решая совместно равенства (2) и (4), получим:
Лh= — ((у l — g2) — (у 1-у 2И. (5)
Кроме того, можно написать: а) для первого полуприема иб) для второго . " h"1= полуприема
В выражениях (6) и (7) приняты следующие обозначения.
V 1 и V z — объемы жидкости в соответствующих сосудах при первом полуприеме;
Ч" 1 и V 2 — объемы жидкости в соответствующих сосудах при втором полуприеме;
$1 и $2 — площади внутренних поперечных сечений соответствующих сосудов.
Если допустить, что геометрические размеры сосудов и трубопровода, с помощью которого сосуды сообщаются друг с другом по жидкости, являются неизменными при каждом полуприеме в диапазоне рабочих температур (такое условие практически выполнимо). то можно написать
„5 откуда V z = V - V (8)
V"z = V — V" 1.
С учетом равенств (6),(7) и (8) выражение
40 (5) после несложных преобразований примет следующий вид, »= 2 (V 1 — V"1)(1+ — )
S2
Для конкретного комплекта гидростатического нивелира отношение Sl/Sz является практически постоянной величиной, Э которую можно определить аналитически
5р или экспериментально.
Если в гидростатическом нивелире оба сосуда имеют равные площади внутренних поперечных сечений, то есть Sl = S2, то выражение (9) предельно упрощается, прини55 мая следующий вид:
Выражения (9) и (10) показывают, что для определения превышения между двумя
1774168
Формула изобретения
Сос гэвитель ИЛаюмащвили
Техред М.Моргентал Корректор С.Пекарь
Редактор С.Кулакова
Заказ 3919 1ираж Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
1130. !5. Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5
Производственно-иэдэ:ельский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина, 101 точками (плоскостями) достаточно, чтобы только один иэ двух сообщающихся сосудов (на чертеже это сосуд 1) был снабжен измерительным устройством, При этом необходимо знать площади S> и Sp внутренних поперечных сечений сосудов или отношение S
Предлагаемый способ определения превышений осуществляют следующим образом.
При первом полуприеме (фиг.1а) сосуд
1 устанавливают на контролируемую точку
А, а сосуд 2 — на контролируемую точку В. после чего производят отсчет уровня жидкости у 1 в сосуде 1. После перестановки сосудов местами (фиг,16) при втором полуприеме вновь в сосуде 1 производят отсчет уровня жидкости у" ъ Используя данные измерений (у 1 и у" >), по формуле (9) вычисляют превышение h между точками А и B.
Изобретение позволяет не только повысить точность измерений, но и расширить диапазон измеряемых превышений. а простота его применения на производстве способствует повышению производительности измерител ьн ых работ. Кроме того, п редлэгаемый способ определения превышений позволяет упростить, э следовательно, сделать более надежной конструкцию перенос5 ного гидростатического нивелира.
Способ определения превышений, 10 включающий установку на контролируемых точках двух сообщающихся сосудов с площадью внутренних поперечных сечений соответственно S1 и Sz, измерение уровня жидкости у 1 в первом сосуде и обработку
15 результатов измерений, отличающийся тем, что, с целью повышения точности эа счет умен ьшен ия влия ния ошибки, обусловленной непостоянством объема жидкости в сообщающихся сосудах, после измерения
20 уровня жидкости у 1 переставляют сосуды местами и дополнительно измеряют уровень жидкости в первом сосуде у" 1, а превышение Л h между контролируемыми точками находят из выражения:
Лh = — (у ; — у",) (1+ — ).
1, „S<
2 Sz
