Гидростатический нивелир

 

318814

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №вЂ”

Зая влено 11.VI.1969 (№ 1336468/18-10) МПК С 01с 9/14 с присоединением заявки №вЂ”

Приоритет—

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Опубликовано 28.Х.1971. Бюллетень J¹ 32

Дата опубликования ап исания 13. ill.1972

УДК 528.546 (088.8) Авторы изобретения

Е. В. Тузов и P. A. Мовсесян

Заявитель

Ереванский политехнический институт им. К. Маркса

ГИДРОСТАТИЧЕСКИЙ НИВЕЛИР

Изобретение относится к области геодезического приборостроения и предназначено для проведения непрерывных н ивелировочных работ методом гидростатичеокого нивелирова|ния в условиях, опасных для обслуживающего персонала, с дистанционным отсчетом показаний.

Известные устройства с емкостны ми ги дростатическими датчиками не позволяют с необходимой точностью проводить измерения с дистанционным отсчетом показаний.

Для повышения точности при дистанционном непрерывном измерении, измерительная мостовая схема предлагаемого прибора выполнена таким образом, что два плеча моста образованы двухсекционным переменным конденсаторо м, два других плеча — двумя обмотками высокочастотного трансформатора с тесной ин|дуктивной связью, датчики уровня жидкости соединены с мостом посредством п ровода в двойном экране, причем провод и наружtHbIH экран подключены в плечи, моста параллельно секциям дифференциального переменного конденсатора, а внутренний эк ран соединен с общей точкой и ндуктивно связа|нных плеч моста.

На фиг. 1 показана схема описываемого гидростапичеокого нивелира; на фиг. 2 — схема подключения датчика к измерительному мосту, В отличие от обычного гидростатического нивелира предлагаемый нивелир имеет изолированный электрод (или систему. электродов)

1, расположенный в корпусе 2 и являющийся потенциальной обкладкой конденсатора емкостного датчика уровня жидкости, вторым (заземляющимся в электрическом отношении) электродом которого является корпус нивелира 2. Посредством гидропровода 8 нивелир 2

io образует систему сообщающихся сосудов с нивелиром 4, в котором также установлен электрод 5 емкостного датчика уровня жидкости.

К измерительному устройству б подключены электрическими проводами 7 электроды

15 датчиков.

В качестве измерительного устройства может быть использован электрический мост, питающийся от генератора 8 переменного тока.

Емкости электродов 2 и 5 включены в два

20 смежных плеча моста, два других плеча которого образованы конденсаторами 9 и 10.

Разбаланс моста, зависящий от разности уровней жидкости в нивелирах, отсчитывается по индикатору разбаланса.

25 При большом расстоянии между нивелирами и измерительным устройством емкость электрических соединительных проводов 7 может достичь значительной величины. Она будет шунтировать емкости датчиков, что сниЗ0 жает чувствительность датчиков и приводит

318814 к нестабильности показаний из-за вариаций емкости соединительных проводов.

Для исключения влияния емкости соединительных проводов емкости датчиков 2 и 5 нивелира подключены к измерительному мосту посредством соединительного кабеля, представляющего собой провод в двойном экране— наружном 11 и внутреннем 12, изолированных друг от друга. Электроды датчиков соединены измерительным мостом посредством центрального проводника кабеля и его наружного экрана. В качестве измерительного моста в этом случае применяется мост с тесной индуктивной связью плеч, обмотки 18 и 14 которого, являясь плечами моста, имеют тесную индуктивную связь плеч, а обмотка 15 — выходная возбуждает нуль-орган 1б. Генератор 8 обеспечивает питание моста. Внутренние экраны 12 соединительных кабелей соединены с потенциальным выходом генератора 8, -питающего мост.

Таким образом, обеспечивается нейтрализация влияния емкостей соединительных кабелей на равновесие измерительного моста теоретически при сколь угодно большой длине соединительных кабелей.

Поскольку при равенстве уровней..нивелируемых точек поверхности сооружения датчики 2 и 5 нивелиров имеют равные емкости, мост находится в состоянии баланса -при равенстве емкостей секций дифференциального переменного конденсатора 9 и 10. Перераспределение жидкости в сообщающихся сосудах приводит к разбалансу моста на величину разности емкостей датчиков, пропорциональной разности уровней нивелируемых точек поверхности (что обеспечивается конструкцией электродов датчиков). Вращением ротора переменного конденсатора добиваются баланса моста и по углу его поворота, необходимому для приведения моста в состояние равновесия, производят отсчет разности уровней.

Описываемый нивелир, позволяет организовать дистанционное нивелирование, в том числе и непрерывиое, .без применения п рецизионных кинематических узлов, подверженных быстрому износу. Для автоматизации нивелировочных работ в мост с тесной индуктивной связью плеч включают дополнительную оомотку с секциями, коммутируемыми с onpe3åленной низкой частотой (например, 50 ги,) ключом, что при последовательном включении секций дополнительной обмотки с плечом (например, 18) моста вызывает модуляцию магнитного потока сердечника моста и, как следствие, модулирует выходное напряжение моста, получаемое с обмотки 15. Причем фаза

> огибающей выходного напряжения меняется на 180 при изменении знака разбаланса моста. Это напряжение усиливается усилителем высокой частоты, детектируется каскадом, усиливается до мощности, необходимой для ynip равления электроприводом посредством усилителя. Электропривод, имея кинематическую связь с конденсатором, меняет его емкость при вращении. Таким образом, образуется следящая система авторегулирования, которая

1Ь устанавкой ротора конденсатора на определенный угол, пропорциональный разности нивелируемых точек поверхности, поддерживает мост в состоянии равновесия. При этом исключено влияние емкостей соединительных кабе20 лей. Следует заметить, что ключ модулятора целесообразнее выполнить бесконтактным.

При необходимости измерения уровней нескольких точек создают единую систему нескольких сообщающихся сосудов, датчик од2з ного из которых должен быть подключен к мосту постоянно, обеспечивая сигнал уровня опорной точки, а .остальные..датчики подключаются к месту поочередно на время, необходимое для съема информации, переклк чатеЗО лем. Одна секция переключателя коммутирует внутренние экраны соединительного кабеля, а другая секция коммутирует датчики.

Предмет изобретения

Гидростатический нивелир, содержащий два сообщающихся сосуда, заполненных рабочей жидкостью, в которых расположены электроды емкостных датчиков уровня жидкости, 40 и измерительную мостовую схему, отличающийся тем, что, с целью повышения точности при дистанционном непрерывном измерении, в нем два плеча моста образованы двухсекционным переменным конденсатором, два других

45 плеча — двумя обмотками высокочастотного трансформатора с тесной индуктивной связью, а датчики уровня жидкости соединены с мостом посредством провода в двойном экране, причем провод и наружный экран подклк>чены

50 в плечи моста параллельно секциям дифференциального переменного конденсатора, а внут. ренний экран соединен с общей точкой индуктивно связанных плеч моста.