[發(fā)明專利]成對(duì)三等分環(huán)-圓嵌套極板相向交錯(cuò)放置式傾角測(cè)量方法與裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410179245.5
• 申請(qǐng)日: 2014-04-28
• 公開（公告）號(hào): CN104034311A
• 公開（公告）日: 2014-09-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 付海金;譚久彬;胡鵬程
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01C9/20
• 分類號(hào): G01C9/20;G01C9/06
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• 代理人: 暫無信息

1.一種成對(duì)三等分環(huán)-圓嵌套極板相向交錯(cuò)放置式傾角測(cè)量方法，其特征在于：所述方法步驟如下：

(1)、將一個(gè)圓形金屬板和外部圓環(huán)形金屬板共面同心放置，且外部圓環(huán)形金屬板沿徑向三等分，得到三份三分之一圓環(huán)形金屬板，所述每一份三分之一圓環(huán)形金屬板分別與圓形金屬板形成電容，所述一個(gè)圓形金屬板與三份三分之一圓環(huán)形金屬板組合得到環(huán)形共面電容測(cè)頭；

(2)、將兩個(gè)上述環(huán)形共面電容測(cè)頭垂直浸入到絕緣性液體中，兩個(gè)環(huán)形共面電容測(cè)頭共軸相向放置，且兩個(gè)環(huán)形共面電容測(cè)頭的三分之一圓環(huán)形金屬板交錯(cuò)分布，絕緣性液體的液面通過兩個(gè)環(huán)形共面電容測(cè)頭的中心，每一份三分之一圓環(huán)形金屬板與圓形金屬板形成的電容容值由空氣的介電常數(shù)、絕緣性液體的介電常數(shù)、各自極板裸露在空氣中部分所對(duì)的扇形角和浸沒在絕緣性液體中部分所對(duì)的扇形角共同決定；

(3)、上述兩個(gè)環(huán)形共面電容測(cè)頭沿中心進(jìn)行圓周旋轉(zhuǎn)時(shí)，其傾角發(fā)生改變，絕緣性液體的液面保持水平，兩個(gè)環(huán)形共面電容測(cè)頭與絕緣性液體的相對(duì)位置發(fā)生變化，各極板裸露在空氣中部分所對(duì)的扇形角和浸沒在絕緣性液體中部分所對(duì)的扇形角發(fā)生改變，測(cè)量上述三分之一圓環(huán)形金屬板與圓形金屬板形成的電容容值的變化，求得傾角值；

(4)、上述兩個(gè)環(huán)形共面電容測(cè)頭沿中心進(jìn)行圓周旋轉(zhuǎn)，絕緣性液體液面臨近任一環(huán)形共面電容測(cè)頭的徑向分割線時(shí)，取另一環(huán)形共面電容測(cè)頭所得的計(jì)算結(jié)果作為最終傾角計(jì)算結(jié)果。

2.一種成對(duì)三等分環(huán)-圓嵌套極板相向交錯(cuò)放置式傾角測(cè)量裝置，包括電容測(cè)量單元(24)和傾角計(jì)算單元(25)，所述電容測(cè)量單元(24)與傾角計(jì)算單元(25)連接；其特征在于：所述裝置還包括傳感器單元(23)，所述傳感器單元(23)的構(gòu)造是：在兩端呈開口狀的圓柱體容器(13)的兩開口端分別密封裝配兩個(gè)圓形絕緣基板(6、12)，在圓柱體容器(13)腔內(nèi)位于兩個(gè)圓形絕緣基板(6、12)里側(cè)面上分別配裝兩個(gè)環(huán)形共面電容測(cè)頭A、B(1、7)；所述環(huán)形共面電容測(cè)頭A(1)由一個(gè)圓形金屬板a(2)和三個(gè)三分之一圓環(huán)形金屬板b、c、d(3、4、5)構(gòu)成，其中三個(gè)三分之一圓環(huán)形金屬板b、c、d(3、4、5)配置在一個(gè)圓形金屬板a(2)外側(cè)，且三個(gè)三分之一圓環(huán)形金屬板b、c、d(3、4、5)與一個(gè)圓形金屬板a(2)共面同心，三個(gè)三分之一金屬板b、c、d(3、4、5)沿周向均勻分布；所述環(huán)形共面電容測(cè)頭B(7)由一個(gè)圓形金屬板e(cuò)(8)和三個(gè)三分之一圓環(huán)形金屬板f、g、h(9、10、11)構(gòu)成，其中三個(gè)三分之一圓環(huán)形金屬板f、g、h(9、10、11)配置在一個(gè)圓形金屬板e(cuò)(8)外側(cè)，且三個(gè)三分之一圓環(huán)形金屬板f、g、h(9、10、11)與一個(gè)圓形金屬板e(cuò)(8)共面同心，三個(gè)三分之一圓環(huán)形金屬板f、g、h(9、10、11)沿周向均勻分布；所述環(huán)形共面電容測(cè)頭A(1)的三個(gè)三分之一圓環(huán)形金屬板b、c、d(3、4、5)和環(huán)形共面電容測(cè)頭B(7)的三個(gè)三分之一圓環(huán)形金屬板f、g、h(9、10、11)交錯(cuò)分布；八根電位引線(15、16、17、18、19、20、21、22)依次分別將圓形金屬板a(2)、三個(gè)三分之一圓環(huán)形金屬板b、c、d(3、4、5)和圓形金屬板e(cuò)(8)、三個(gè)三分之一圓環(huán)形金屬板f、g、h(9、10、11)與電容測(cè)量單元(24)的輸入端連接；所述圓柱體容器(13)呈橫置，在所述圓柱體容器(13)內(nèi)密封注入占圓柱體容器(13)體積二分之一的絕緣性液體(14)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的成對(duì)三等分環(huán)-圓嵌套極板相向交錯(cuò)放置式傾角測(cè)量裝置，其特征在于：所述的圓形絕緣基板(6、12)由樹脂玻纖材料制成。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的成對(duì)三等分環(huán)-圓嵌套極板相向交錯(cuò)放置式傾角測(cè)量裝置，其特征在于：所述的絕緣性液體(14)是由甲醇、乙醇、異丙醇的醇類、丙酮、丁酮的酮類、二甘醇單丁基醚的醚類中的一種或多種成分組合的液體。