[發(fā)明專利]測(cè)量水準(zhǔn)泡氣泡位置的設(shè)備和方法及包含該設(shè)備的水準(zhǔn)泡

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410389066.4
• 申請(qǐng)日: 2014-08-08
• 公開（公告）號(hào): CN105333862B
• 公開（公告）日: 2018-05-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王長(zhǎng)林;朱虹;祖范烽;盛錫平;何冰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 梅特勒-托利多儀器(上海)有限公司
• 主分類號(hào): G01C9/32
• 分類號(hào): G01C9/32;G01C9/06
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 黃嵩泉

本發(fā)明涉及測(cè)量水準(zhǔn)泡氣泡位置的設(shè)備和方法及包含該設(shè)備的水準(zhǔn)泡。水準(zhǔn)泡包括圓柱形的密封殼體，密封殼體內(nèi)部分充有液體并且留有氣泡。該設(shè)備包括：至少兩個(gè)發(fā)光裝置，每個(gè)發(fā)光裝置發(fā)出的光線照射到氣泡以及水準(zhǔn)泡的內(nèi)底面；以及至少兩個(gè)接收裝置，每個(gè)接收裝置接收經(jīng)水準(zhǔn)泡的內(nèi)底面反射以及經(jīng)氣泡反射和折射的光線并將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，電信號(hào)經(jīng)處理后用于計(jì)算氣泡的位置，其中，至少兩個(gè)發(fā)光裝置的每一個(gè)與至少兩個(gè)接收裝置的每一個(gè)交替布置于圓柱形的密封殼體的四周。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于測(cè)量水準(zhǔn)泡氣泡位置的設(shè)備、方法及包含該設(shè)備的水準(zhǔn)泡，尤其涉及用于衡器領(lǐng)域的測(cè)量水準(zhǔn)泡氣泡位置的設(shè)備、方法。

背景技術(shù)

很多儀器設(shè)備必須在水平的狀態(tài)下才能正常工作，例如基于重力法工作的電子天平(稱量?jī)x器)，當(dāng)天平傾斜時(shí)，就會(huì)有誤差，天平越傾斜，誤差越大。為了保持一定的精度，天平必須保持在一定的水平范圍以內(nèi)。因此天平都配有水平泡(水準(zhǔn)泡)，以及可調(diào)腳。水準(zhǔn)泡包括密封殼體，內(nèi)有液體，且液體不充滿，留有氣泡，殼體的上方是透明的，其內(nèi)壁是大半徑的曲面，當(dāng)裝置水平時(shí)，氣泡位于中間；當(dāng)電子天平傾斜時(shí)，氣泡位置就會(huì)向高的一方偏移，用戶通過(guò)殼體上方的透明窗可以觀察電子天平的水平狀態(tài)。用戶一邊觀察電子天平上的水準(zhǔn)泡氣泡位置，一邊調(diào)節(jié)可調(diào)腳的高低(通常是通過(guò)旋轉(zhuǎn)螺紋實(shí)現(xiàn))，使氣泡位于水準(zhǔn)泡的中間。

水準(zhǔn)泡的透明窗上通常表有一個(gè)標(biāo)識(shí)圈，如果氣泡的邊沿跑出這個(gè)標(biāo)識(shí)圈，表示水平狀態(tài)已超出容許范圍，稱量的誤差太大，結(jié)果會(huì)不可靠，用戶必須調(diào)節(jié)水平狀態(tài)，使氣泡回到標(biāo)識(shí)圈以內(nèi)(且最好回到正中間)。

大家知道，三點(diǎn)確定一個(gè)平面。所以需要調(diào)節(jié)水平的裝置(例如電子天平)通常有三個(gè)支撐點(diǎn)(三個(gè)腳)，其中一個(gè)固定，另兩個(gè)腳是可調(diào)的。然而對(duì)于不熟練的用戶，根據(jù)氣泡位置來(lái)調(diào)節(jié)兩個(gè)腳的高低來(lái)調(diào)節(jié)水平狀態(tài)并不容易，由于三角形的關(guān)系，當(dāng)一只腳的高低調(diào)節(jié)時(shí)，氣泡是走斜線方向移動(dòng)的。所以用戶常覺得不便。

因此，也有人想到用電機(jī)控制調(diào)節(jié)腳自動(dòng)調(diào)節(jié)水平的裝置；或者如果氣泡跑出了標(biāo)識(shí)圈，就給予報(bào)警，并根據(jù)氣泡位置的方位，給用戶提示如何轉(zhuǎn)動(dòng)兩個(gè)調(diào)節(jié)腳，來(lái)調(diào)整水平；或者根據(jù)傾斜狀態(tài)與稱量誤差有一定的關(guān)系，當(dāng)知道傾斜角時(shí)，對(duì)稱量結(jié)果進(jìn)行修正，使稱量結(jié)果更精確。所有這些，或者其它原因，現(xiàn)在都希望能得到水平狀態(tài)(傾斜狀態(tài))的電子化(數(shù)值化)結(jié)果。電機(jī)控制系統(tǒng)只有得到了水平狀態(tài)的電信號(hào)(或數(shù)據(jù))才能確定如何來(lái)調(diào)節(jié)。例如，有一種監(jiān)控天平工作狀態(tài)的設(shè)備(詳見CN100362326C)，提出如何將電子式傾斜度傳感器用于工作狀態(tài)報(bào)警、干涉后續(xù)稱量、啟動(dòng)自動(dòng)校準(zhǔn)、啟動(dòng)調(diào)平導(dǎo)向器等等。

現(xiàn)有技術(shù)中有許多測(cè)量水平狀態(tài)的方法和裝置。

現(xiàn)有技術(shù)中有一種氣泡電位式水平傳感器(詳見CN202204509U)，氣泡位置不同，各電極得到的電位不同，所以從各電極的電位可以推算出氣泡的位置。但是密閉容器內(nèi)的充有液體必須是導(dǎo)電的，而且電極插入到水平泡內(nèi)，加工工藝復(fù)雜，成本高，電極也會(huì)干擾用戶觀察氣泡的位置。

現(xiàn)有技術(shù)中還有一種電子天平的對(duì)準(zhǔn)的方法和設(shè)備(詳見CN1645070A，US7325321B2)，傾斜傳感器是氣泡式水平儀，提及發(fā)光裝置是從水準(zhǔn)泡的頂部向下發(fā)射，在水準(zhǔn)泡的下方至少安裝三個(gè)接收裝置。但是安裝在頂部的發(fā)光裝置一定程度上影響用戶觀察氣泡。

現(xiàn)有技術(shù)中還有一種具有電子傾斜傳感器的天平(詳見DE3234372A1)，傾斜傳感器是氣泡式水平儀，提及發(fā)光裝置是從水準(zhǔn)泡的底部向上發(fā)射，在水準(zhǔn)泡的上方安裝接收裝置。但是安裝在上方的接收裝置嚴(yán)重影響用戶觀察氣泡。

現(xiàn)有技術(shù)中還有一種具有氣泡水平儀的裝置(詳見JP58033114)，具有位于一側(cè)的一個(gè)發(fā)光元件，和位于另一側(cè)的多個(gè)光學(xué)傳感器。該裝置有一個(gè)透明的立方體，一個(gè)發(fā)光元件裝在該立方體的一側(cè)，多個(gè)光學(xué)傳感器裝在該立方體的另一側(cè)。由于立方體的結(jié)構(gòu)，該種氣泡水平儀對(duì)二維的水平狀態(tài)是不合適的。

發(fā)明內(nèi)容