[實(shí)用新型]可消除溫度漂移的高精度靜力水準(zhǔn)儀

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420439738.3
• 申請(qǐng)日: 2014-08-05
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN203981164U
• 公開(kāi)（公告）日: 2014-12-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊紹荃;楊波
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 四川金碼科技有限公司
• 主分類(lèi)號(hào): G01C5/04
• 分類(lèi)號(hào): G01C5/04
• 代理公司: 成都金英專(zhuān)利代理事務(wù)所(普通合伙) 51218
• 代理人: 袁英

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及靜力水準(zhǔn)儀，特別是涉及一種可消除溫度漂移的高精度靜力水準(zhǔn)儀。

背景技術(shù)

靜力水準(zhǔn)系統(tǒng)是測(cè)量?jī)牲c(diǎn)或多點(diǎn)間相對(duì)沉降的精密儀器，主要用于大壩、核電站、高層建筑、基坑、隧道、橋梁、地鐵等垂直位移和傾斜的監(jiān)測(cè)。靜力水準(zhǔn)系統(tǒng)一般安裝在被測(cè)物體等高的測(cè)墩上或被測(cè)物體墻壁等高線上，在使用中，多個(gè)靜力水準(zhǔn)儀的儲(chǔ)液桶之間通過(guò)通液管連通，浮子位置隨液位的變化而同步變化，每一個(gè)儲(chǔ)液桶的液位由位移計(jì)測(cè)出，由此可測(cè)出各靜力水準(zhǔn)儀的液位變化量。

傳統(tǒng)靜力水準(zhǔn)儀的浮子結(jié)構(gòu)如圖1和圖2所示，其浮子漂浮于液面上，浮子外壁與儲(chǔ)液桶內(nèi)壁之間的間隙很小，吃水截面積S1很小。通液管和儲(chǔ)液桶受溫度影響時(shí)，儲(chǔ)液桶內(nèi)液體密度會(huì)發(fā)生變化，進(jìn)而將導(dǎo)致儲(chǔ)液桶內(nèi)液位的變化。假設(shè)溫度變化ΔT引起的儲(chǔ)液桶內(nèi)液體體積變化量為ΔV，而ΔV＝ΔH1*S1。因此，當(dāng)溫度變化量ΔT一定時(shí)，吃水截面積S1越小，因溫度變化引起的液位變化量ΔH1越大，將造成較大的測(cè)量誤差。

由于靜力水準(zhǔn)儀常常使用在惡劣的環(huán)境下，靜力水準(zhǔn)系統(tǒng)中的靜力水準(zhǔn)儀處于不同溫度環(huán)境的情況時(shí)有發(fā)生，如果不能避免或削弱溫度漂移對(duì)測(cè)量精度的影響，產(chǎn)品在使用和推廣上必然會(huì)受到很大局限。

《溫度不均勻?qū)σ后w靜力水準(zhǔn)儀精度的影響》，陳繼華，解放軍測(cè)繪學(xué)院大地系，《工程勘察》2000年第1期。雖然考慮到了溫度漂移對(duì)靜力水準(zhǔn)儀測(cè)量精度的影響，但是其采用的技術(shù)方案是高差溫度補(bǔ)償，計(jì)算因溫度變化引起的高度差ΔH，以消除溫度不均勻?qū)Ω卟顪y(cè)量的影響。這種方法存在算法復(fù)雜度高，實(shí)現(xiàn)難度大等缺點(diǎn)，且采用補(bǔ)償?shù)姆绞綗o(wú)法從根源上削弱溫度漂移對(duì)測(cè)量精度的影響。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種新型的可消除溫度漂移的高精度靜力水準(zhǔn)儀，縮小浮子的外徑尺寸，從而有效增大浮子的吃水截面積，有效降低因溫度漂移后液面變化引起的位移測(cè)量誤差。

本實(shí)用新型的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)的：

可消除溫度漂移的高精度靜力水準(zhǔn)儀，包括位移計(jì)、固定座和儲(chǔ)液桶，位移計(jì)通過(guò)固定座安裝在儲(chǔ)液桶上，儲(chǔ)液桶底部通過(guò)通液管接頭與通液管相連；還包括漂浮在液面上的浮子，浮子的外徑小于或等于儲(chǔ)液桶內(nèi)徑的五分之四，浮子通過(guò)連接件a安裝在位移計(jì)上。

所述的浮子為密度小于液體密度的空心或?qū)嵭捏w。

可消除溫度漂移的高精度靜力水準(zhǔn)儀還包括限位組件，限位組件安裝在浮子上，設(shè)置于液面上方或液面下方。無(wú)論設(shè)置于液面上方還是下方，液面均不得浸沒(méi)浮子。

限位組件也可安裝在連接件a上，限位組件和浮子的整體重量保證浮子漂浮在液面上。

所述限位組件的外徑與儲(chǔ)液桶的內(nèi)徑相配合，限位組件外緣與儲(chǔ)液桶內(nèi)壁之間的間隙較小，避免浮子發(fā)生大角度偏移，確保浮子在儲(chǔ)液桶內(nèi)上下平穩(wěn)浮沉。限位組件可以是整塊限位板，或是由多根限位桿組成的組件。

所述的限位組件與浮子采用一體化成型結(jié)構(gòu)成型。

所述的限位組件直接安裝在浮子上，或通過(guò)連接件b安裝在浮子上。

所述的限位組件為密度大于、等于或小于液體的空心或?qū)嵭捏w。

當(dāng)儲(chǔ)液桶和通液管內(nèi)液體的溫度升高或降低時(shí)，儲(chǔ)液桶內(nèi)液體密度發(fā)生變化，進(jìn)而導(dǎo)致儲(chǔ)液桶內(nèi)液位的變化，造成測(cè)量誤差。由于縮小了浮子的外徑尺寸，使得浮子的吃水截面積S2較傳統(tǒng)靜力水準(zhǔn)儀浮子的吃水截面積S1得到極大的增大。溫度變化ΔT引起的儲(chǔ)液桶內(nèi)液體體積變化量為ΔV，而ΔV＝ΔH2*S2。因此，當(dāng)溫度變化量ΔT一定時(shí)，吃水截面積S2越大，因溫度變化引起的液位變化量ΔH2就越小，可有效降低溫度漂移對(duì)靜力水準(zhǔn)儀測(cè)量精度的影響。

按照通液管的溫度影響系數(shù)，減小了溫度影響截面積，使得儲(chǔ)液桶內(nèi)壁和浮子之間的截面積變大，溫度變化后液面發(fā)生變化產(chǎn)生的位移控制到0.05mm以?xún)?nèi)，不會(huì)對(duì)測(cè)量精度造成影響。

本實(shí)用新型的有益效果是：

1)縮小了浮子的外徑尺寸，從而有效增大了浮子的吃水截面積，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)巧妙，削弱了因溫度漂移后液面變化引起的位移測(cè)量誤差。

2)限位組件的外徑與儲(chǔ)液桶的內(nèi)徑相配合，限位組件外緣與儲(chǔ)液桶內(nèi)壁之間的間隙較小，可避免浮子發(fā)生大角度偏移，確保浮子在儲(chǔ)液桶內(nèi)上下平穩(wěn)浮沉。

附圖說(shuō)明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中靜力水準(zhǔn)儀的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為現(xiàn)有技術(shù)中靜力水準(zhǔn)儀液體體積變化ΔV時(shí)液位變化量示意圖；

圖3為本實(shí)用新型第一種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實(shí)用新型第二種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本實(shí)用新型第三種實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；