Способ гидродинамического нивелирования

СОЮЗ ССВЕТСНИХШИЬЮОМЮЕЗИЖРЕСПУБЛИК 3(50 6 01 С 5 04 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРпо делАм изоБРетений и ОтнРытий(56) 1. Авторское свидетеЛьство СССРР 731287, кл. 6 01 С 5/04,6 01 С 9/22, 08,06.78. 2. Авторское свидетельство СССРР 554468, кл. 6 01 С 5/04,С 01 С 9/22, 21 а 01.75.3. Авторское свидетельство СССРМ 480906, кл. 6 01 С 9/22,06.04.73 (прототип).(54)(57) СПОСОБ ГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО НИВЕЛИРОВАНИЯ, заключающийся в непрерывном изменении уровня жидкости в системе поднятием уравнительного бака и съема информации о положении Я 2521 А уровня жидкости в измерительных головках, о т л и ч а ю щ и й с я темчто, с целью повышения точности измерения и производительности труда за счет проведения измерений при установившемся режиме движения жидкости в системе гидродинамического нивелирования с одинаковыми длинами разветвленных участков, подъем уравнительного бака производят сначала со скоростью П до установления в системе скорости жидкости Ч ,затем со скоростью. П, до конца цикла, при этом 1 С У 1/П с 5,Ц Р2 0Ст Р+пГ0где Р - площадь свободной поверхности жидкости в баке;Е - площадь сечения измерительной головки;и - количество измерительных го- ловокИзобретение относится к измерительной технике и может быть использовано как для измерения превышений, так и для определения вертикальных смещений контролируемых точек с помощью сообщающихся сосудов, 5наполненных однородной токопроводящей жидкостью,Известен способ гидродинамического нивелирования с использованиемсистемы сообщающихся сосудов(1 1.Однако согласно этому способуизмерения производят после заполнения опорожненной системы жидкостью,вследствие чего значительно увеличивается время одного цикла измере"ний. Кроме того, при заполнении сисВтемы жидкостью за счет измененияуровня в измерительном сосуде практически невозможно избежать явленияобразования воздушных пузырей и даже пробок в трубопроводах малого диаметра.Способ гидронивелирования с по"мощью указанной системы позволяетопределить только относительныевертикальные смещения контролируемыхточек, но не превышения между ними.Известен также способ нивелирования с помощью гидронивелира, согласно которому изменение уровня жидкости в системе осуществляют равномерным поднятием поршня камеры газового давления, соединенной с измерительной частью каждого из сосудов,Этот способ ускоряет процесс изме 35рений 21. Однако при постоянной скорости поднятия поршня газовой камеры изменение. давления газа в системе происходит не по линейному закону, что уменьшает точность измерений, 40Наиболее близким к изобретениюпо технической сущности и результату является способ гидродинамического нивелирования, согласно которому, с целью повышения производительности измерений, непрерывно изменяют уровень жидкости в системе гидродинамического нивелирования, в процессе которого производят съем информации о положении уровня жидкости 50в контролируемых сосудах. При непрерывном подъеме измерительного сосуда (уравнительного бака) изменениеуровней жидкости в сосудах (измерительных головках) сначала носит нестабильный характер, Измерения можно производить лишь-по истечении некоторого времени, когда движение всистеме практически можно считатьустановившимся(3),60Однако согласно этому способу для определения превышения необходимо в момент касания жидкости с контактным электродом, в любом сосуде изм рить уровень жидкости в измерительном сосуде (что практически осуществить трудно) и определить разность уровней между, контрольным и промежуточными сосудами. Это усложняет процесс измерений и снижает его произ водительность, Кроме того при нивелировании укаэанным способом изменение температуры в системе влияет на величины разностей уровней датчиков, что снижает точность иэмеренийфВсе указанные способы не обеспечивают строго установившегося движения, скорость изменения уровня стремится к значению, соответствующему стационарному режиму ассимптомически, вследствие чего для стабилиза ции процесса требуется относительно большой промежуток времени (с.ЯО мин) причем и после стабилизации йроцесса цена деления одного импульса, хотя и незначительно, продолжает изменяться.Целью изобретения является повышение точности измерений и производительности при гидродинамическом нивелировании.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу гидродинамического нивелирования, заклн)чающемуся в непрерывном изменений уровня жидкости в системе поднятием уравнительного бака и /съеме информации о положении уровня жидкости в измерительных головках, подъем уровнительного бака производят сначала со скоростью 0 до установления в системе скорости жидкости Ч , затем со скоростью 02 до конца цикла, при этом 1 ( П/О (5,ст Е + пР о где Е - площадь свободной поверхности жидкости в уравнитель ном баке;Р - площадь сечения измерительной головки;п - количество измерительныхголовок.На Фиг. 1 приведена принципиальная схема для осуществления способа; на фиг. 2 - график закономерности изменения скорости движения в головкахеПри производстве измерения на нивелируемых точках устанавливаются идентичные измерительные головки 1 с неподвижными контактными электродами, каждый из которых соединен с измерительным блоком. Измерительные головки 1 трубопроводами 2 одинаковой длины и одного диаметра соединены с распределителем 3 жидкости, который в свою очередь соединен с уравнительным блоком 4, установ-,35 оэ(Р +пР) Ь=1,Ер О 40 ленным на подъемном устройстве 5. Система залита токопроводящей жидкостью, которая в начале цикла находится в равновесии. Для осуществления измерений уравнительный бак поднимают со скоростью Б, при этом в системе создается нестационарное движение, и жидкость из урав - нительного бака по соединяющим трубопроводам через распределитель перемещается к измерительным головкам, что приводит к изменению уровня в них. Сначала эти изменения носят нестабильный характер.Скорость Ч подъема уровня жидкости в измерительных головках возрастает до некоторого времени В этот момент .времени изменяют скорость О поднятия уравнительного бака, придавая ей значение г (Уг. Времяопределяют из следующих уравнений:приА =а - ЬъО2 2(1+ р)аоз - площадь живого сечения трубопровода;) - кинематический коэффициентвязкости жидкости,Начиная с момента времени 1 , про цесс в системе становится стационар ным, скорость Ч подъема уровней жидкости в измерительных головках остается постоянной.При дальнейшем подъеме уровня жидкости в системе происходят контакты ее с электродами в измерительных головках и в блок управления поступают сигналы, по которым фиксируются показания соответствующих счетчиков.Величину превышениЯ между остриЯ ми контактных электродов (контрольного 1 и любого 1-го измерительных головок можно определить по фор- муле( (с1 стОЧ )скорость поднятия уровняв измерительной головке при.стационарном режиме показание 1-го счетчика;показание контрольного счетчика;число импульсов за единицу времени, имп/с. Закономерность скорости движения жидкости в измерительной головке при скорости подъема бака 11 представлена кривой а скоростисоответствует кривая Ьфиг. 2).В данном способе, т.е. при применении двухскоростного подъемника, закономерность изменения скорости жидкости характеризуется кривой О з . Начиная с момента времени 1 ,процесс в системе стабилизируется и создается строго установившееся движение, что обеспечивает постоянство разности уровней в уравнительном баке и любой из измерительных головок.Изобретение повышает точность измерения за счет обеспечения строго ,установившегося движения, благодаря чемуцена деления импульса остается постоянной. Благодаря тому, что контакты жидкости с остриями электродов происходят при малой скорости подъема уровня в измерительной головке, уменьшаются цена деления одного импульса и ошибка, возникающая изза возможной неточности при подсчете импульсов, Точность измерений повышается также в результате исключения температурных погрешностей, цостигаемого установлением датчиков на идентичных разветвлениях (поскольку изменение температуры жидкости в системе в этом случае вызывает одинаковое изменение уровней в измерительных головках и разность уровнейне возникает, при этом повышается производительность за счет сокращения времени стабилизации движения в системе от 5 до 20 раз.Установка датчиков на идентичных Разветвлениях позволяет также определить превышения между контролируемыми точками, т,е, произвести нивелирование за один замер, поскольку в этом случае разности уровней жидкости мЕжду уравнительным баком и любой иэ головок, возникаемые за счет потерь энергии, одинаковые.10 б 2521 Составитель. Л,Колюбакинаолайчук Техред В,Далекарей Корректор С.Шекм Редактор И аз 10204/41 .Тираж 602 ВНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская на