Гидростатический нивелир

Союз Советскик Социалисючесник РЭСФбяикОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ВТИЛЬСТВУ 823861. Государственный ноиитет СССР оо делаю изобретений н открытийДата опубликованию описания 230481(54),ГИДРОСТАТИЧЕСКИЙ НИВЕЛИР му 41 . Изобретение относится к измерительной технике и предназначено для проведения непрерывных нивелировочных работ методом гидростатического нивелирования с дистанционным отсчетом показаний в условиях, опасных для обс луживающего персонала.Известны гидростатические нивелиры, используемые для измерения превышений точек местности 11 .Известны также гидростатические нивелиры, в сообщающихся сосудах которых установлены емкостные датчики 2 и )3.Недостатком этих устройств явля ется существенное влияние на точность измерений параметров подводящих кабелей, которые при большой длине обладают емкостью,во много раз превышающей емкость самих измерительных дат чиковНаиболее близким по технической сущности к изобретению является гидростатический нивелир, содержащий два сообщающихся сосуда, заполненных рабочей жидкостью, в которых располо жены электроды емкостных датчиков .уровня жидкости, коммутатор, блок питания и измерительную мостовую схеНедостатками известного нивелира являются:а) низкая оперативность измерений, обусловленная сложностью комму- тации датчиков в единой системе гидростатического нивелирования объектаб) низкая стабильность результатов измеренийобусловленная сложной балансировкой измерительного моста, влиянием флуктуаций емкостей кабелей;в) необходимость применения дорогостоящего кабеля с двойным экраном.Цель изобретения - повышение оперативности;измерений и воспроизводимости результатов.Эта цель достигается тем, что гидростатический нивелир, содержащий сообщающиеся сосуды, заполненные рабо чей жидкостью, снабженные электродами емкостиых датчиков уровня с несколькими входами и одним выходом, коммутатор, индикатор и блок питания, снабжен автогенераторами с частотозадающими цепями, высокочастотными дрос" селями и частотным детектором,причем электроды емкостных датчиков уровня включены в частотозадающие цепй соответствующих автогенераторов, расположенных на резервуарах сообщающихся сосудов, выходы автогенераторовотделены от цепей их питания высокочастотными дросселями и соединены одножильными коаксиальными кабелями совходами коммутатора, выход которогосоединен с индикатором через частотный детектор, соединенный с одним иэавтогенераторов,подключенным к емкостному датчику уровня, установленномув сосуде, закрепленном на опорной точке, а источник питания через высокочастотные дроссели соединен с центральными жилами коаксиальных кабелей связи,Такое включение позволяет исключить элементы и блоки, вносящие наибольшую нестабильность в результатыизмерений, а также существенно упростить коммутацию датчиков, исключить необходимость применения дорогостоящего кабеля с двойным экранированием, В результате повышаются оперативность измерений и воспроизводимость резульаов.На чертеже представлена блок-схема гидростатического нивелира.Нивелир содержит датчик 1, установленный в реперной опорной точкеобъекта датчики 2, п-общее число1датчиков объекта контроля установленные в точках измерения превышений. Каждый датчик содержит емкост-,ной уровнемер с внешней 3 и внутренней 4 обкладками, причем обкладки 3являются резервуаром системы сообщающихся сосудов, емкостной уровнемер включен в частотоэадающую цепь,например, в С-контур автогенератора5, выход которого отделен от цепипитания высокочастотным дросселем6. Выходы автогенераторов являются выходами датчиков 2 системы гидростатического нивелирования и соединеныодножильными коаксиальными кабелями7 со входами коммутатора 8, а выходавтогенератора 5 датчика 1 - кабелем9 со входом частотного детектора 10,выход которого соединен со входом индикатора 11. Выход коммутатора 8 соединен с другим входом частотного детектора 10, а через дроссель 6 - свыходом блока 12 питания. Центральнаяжила коаксиального кабеля 9 и датчика 1 соединена с выходом блока 12 питания через дроссель 6. Индикатор 11является конечным блоком устройства. Гидростатический нивелир работает следующим образом.При сдаче объекта в Эксплуатацию датчик 1 устанавливают в репериой точ.ке объекта, а остальные датчики 2 числом и устанавливают соответственно во второй и и-ной точках объекта. После включения системы гидростатического нивелира автогенераторы всех датчиков настраивают на частоту, равную или отличающуюся на постоянное значение от частоты, вырабатываемой автогенератором датчика 1, что контролируется с помощью прибора 11 частотомера.Благодаря свойству сообщающихсясосудов рабочая жидкость в резервуарах датчиков находится на одном горизонтальном уровне, .но на разных высотах относительно оснований отдельных датчиков. При изменении превышения точности отдельного и-го датчика,изменяется положение уровня рабочейжидкости относительно электродов 3и 4 конденсатора, что приводитк изменению его емкости, а следовательно, и частоты напряжения,вырабатываемого автогенератором.Благодаря наличию дросселя 6,отделяющего выход автогенератора отцепи его питания, высокочастотноенапряжение беспрепятственно передается через коаксиальные кабели 9 и 7в основной блок гидростатическогонивелира, от датчика 1 на вход частотного детектора 10, а от другихдатчиков в . на выходы коммутатора 8.Коммутатор 8,по заданной программе или по командам оператора осуществляет поочередное подключение датчиковко второму входу частотного детектора10. Связь между входами и выходамикоммутатора 8 гальваническая, посколь-ку питание датчиков осуществляетсяот блока 12 питания через дроссель6 по тем же коаксиальным кабелям, покоторым передается напряжение высокойчастоты.от автогенераторов,Частотный детектор 10 вырабатывает.напряжение, пропорциональное разностичастот напряжений, поступающих от датчика 1 и очередного датчика, подключенного в данный момент времени коммутатором 8, Это напряжение зависитот.величины превышения очередного40 датчика над датчиком 1, установленнымв реперной точке, и измеряется индикатором 11.Поскольку все датчики одинаковыпо конструктивному оформлению и схем 4 ному Решению, находятся в одинаковых температурных условиях и получают напряжение питания от общего источника - блока 12 питания, то температурная нестабильность частотыи флуктуации питающих напряжений йесказываются на результатах измерений.В процессе измерений дополнительнойперестройки параметров гидростатического нивелира не требуется. Коммутация одножильных коаксиальных кабелей5 .существенно проще и надежней, чемкоммутация кабелей с двойным экраном,Указанные особенности повышают оперативность измерений и воспроизводимость результатов нивелирования.Параметры кабелей связи датчиковс основными блоками нив лира не влияют на результаты измерений.Формула изобретенияГидростатический нивелир, содер 65 жащий сообщающиеся сосуды, заполнен/54 Тира ВНИИПИ Государствпо делам изобр 35, Москва, Х(-35,Заказ 2 ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,л ные рабочей жидкостью, снабженныеэлектродами емкостных датчиков уровня с несколькими входами и одним выходом, коммутатор, индикатор и блокпитания, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью повьпаения оперативности измерений и воспроизводимости результатов измерений,он снабжен автогенер:вторами с частотозадающими цепями, высокочастотными дросселями и частотным детектором, причемэлектроды емкостных датчиков уровнявключены в частотозадающие цепи соответствующих автогенераторов,расположенных на резервуарах сообщающихсясосудов, выходы автогенераторов отделены от цепей их питания высокочастотными дросселями и соединены одножильными коаксиальными кабелями со входамикоммутатора, выход которого соединен с индикатором через частотнцп детектор; соединенный с одним из автогсгсраторов, подключенным к емкостномудатчику уровня, установленному в сосу.де,закрепленном на опорной точке,а ис.точник питания через высокочастотныедроссели соединен с центральными жилами коаксиальных кабелей связи.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент ФРГ М 2151078,кл. 42 Г 34/00, опублик. 1978.2. Авторское свИдетельство СССР9257767,кл.б 01 С 9/22,24.06.68,3. Авторское свидетельство СССР9 508674, кл. 6 01 С 5/04,5 6 01 С 9/18, 14.01.74.4. Авторское свидетельство СССРР 318814, кл. 6 01 С 9/14, 11.01.69