Способ гидронивелирования и устройство для его осуществления

(54) СПОСОБ ГИД РОЙСТВО ДЛЯ ЕГ (57) Изобретен ной геодезии и точность измер съеме информац РОНИВЕЛИР ОСУШЕСТВЛ е относит позволяет ВАНИЯЕНИЯ СТя к инженеровысит отсекиъФ и. при Спосо станционномгидронивелиОСУДЮСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОЮЧГТЕНИЯМ И ОТНЮТИЯМПРИ ГНИТ СССР ОЛИСАНИЕ К АВТОРСКОМУ Св(56) Авторское свидетельство СССВ 546777, кл. С О 1 С 5/04, 1975,Авторское свидетельство СССРВ 554468, кл. 6 01 С 5/04, 1975.8044647 рования заключается в том, что во вспомогательных отсеках "в" сосудов 1 и 2 равномерно изменяют давление газа в одном и противоположном направлениях и одновременно отсчитывают величины перемещения уровня жидкости от его исходного положения до поло- женин контактирования с датчиками уровня соответственно основного и вспомогательного отсеков сосудов.уст ройство для гидронивелирования содержит сосуды 1 и 2, каждый иэ которых выполнен в виде основного а" и вспомогательного в отсеков, сообщающихся между собой и частично заполненных жидкостью, при этом вк ах а н в установлены датчи уровня 4 и 5 . 2 с . и . ф-лы , 1 ил .Изобретение относится к инженерной геодезии, в частности к измерениям превьппений или относительных вертикальных смещений между контрольнымиточками с помощью сообщающихся сосудов, заполненных однородной жидкостью.Целью изобретения является повышение точности измерений при дистанционном съеме информации. 10На чертеже представлена схема устройства, реализующего способ гидронивелирования.Устройство содержит минимум дваодинаковых сообщающихся по жидкостисосуда 1 и 2, каждый из которых внутри разделен перегородкой 3 на двасмежных отсека; основной ю и вспомогательный 8, сообщающиеся междусобой только по жидкости через отверстие в донной части сосуда, В верхней части основного и вспомогательного отсеков сосудов расположены соответственно датчики 4 и 5 уровня, выполненные в виде игольчатых электродов, изолированных от корпуса и соединенных с блоком б обработки информации проводами 7. Газовые объемывспомогательных 6 отсеков сосудов 12 соединены трубопроводами 8 с камерой 9 газового давления, в которой перемещается поршень 10 с по"мощью привода (не показан). Вентиль11 предусмотрен для возможности сообщения газовых объемов вспомогательных и отсеков сосудов 1 и 2 с окру 35жающей средой.В газовых объемах основных отсеков а сосудов 1 и 2 поддерживаетсяодинаковое и постоянное атмосферное давление.Способ гидронивелирования осуществляется следующим образом.С помощью вентиля 11, открываемого на некоторое время, в основных еи вспомогательных и отсеках сосудов1 и 2 выставляется исходный уровеньжидкости в сосудах по линии 0-0 (дляупрощения предполагаем, что атмосферное давление и температура в зонерасположения каждого сосуда одинаковы). При этом в сосудах 1 и 2 установятся исходные высоты столбов жидкости Ь, и Ьт соответственно. Затем, закрыв вентиль 11, равномерно увеличивают давление в газовой камере 9 . 55 путем равномерного перемещения поршня 10 в прямом направлении (показано сплошной стрелкой), вызывая равномерное повьппение давления во вспомогательных в отсеках сосудов 1 и 2.Поскольку передача и распределение давления в газах протекают с высокой скоростью (со скоростью звука), то можно считать, что в любой момент времени давление во вспомогательных в отсеках сосудов 1 и 2 практически одинаково, а так как в любом сечении заполненного жидкостью трубопровода, соединяющего сосуды 1 и 2, жидкость уравновешена одинаковыми давлениями с обеих сторон, то с увеличением давления газа ва вспомогательных отсеках жидкость в каждом сосуде будет только перетекать из вспомогательного и отсека в основной а ,Следовательно, при равномерном повьппении газового давления во вспомогательных отсеках п сосудов 1 и 2 имеет место равномерный подъем уровня жидкости в основных а отсеках до контактирования жидкости с датчиками 4 уровня. При этом уровень жидкости в основном отсеке а сосуда 1 поднимется на высоту Ь о а в основном ч отсеке сосуда 2 - на высоту Ь относительно исходного уровня жидкости в сосудах по линии 0-0. После того,как будет выполнен отсчет значений высот Ь, и Ь с помощью блока 6 обработки информации, вновь выставляют исходный уровень жидкости в сосудах 1 и 2 путем кратковременного открывания вентиля 11. Затем равномерно уменьшают давление в газовой камере 9 путем равномерного перемещения поршня 10 в обратном направлении (показано пунктирной стрелкой), вызывая равномерное разрежение газа во вспомогательных 6 отсеках сосудов и 2. При этом жидкость в каждом сосуде равномерно перетекает из основного а отсека во вспомогательный В,след" ствием чего будет равномерный подъем уровня жидкости во вспомогательных в отсеках сосудов до контактирования жидкости с датчиками 5 уровня, причем уровень жидкости во вспомогательном 6 отсеке сосуда. 1 поднимается на высоту Ь , а во вспомогательном в отсеке сосуда 2 - на высоту Ьптотносительно исходного уровня жидкости в сосудах по линии О-О.Если расстояния от оснований сосудов 1 и 2 до датчиков 4 уровня (в частности, до заточенных концов электродов) в основных р отсеках сосудовз 14464751 и 2 обозначить соответственно черезЬ,и Ьо 1, а до датчиков 5 уровня вовспомогательных ь отсеках - черезЬ,и Ь соответственно, то5 тельных з от"секах сосудов1 и 2 послеустановки ихна контролируемые точки;о н о т/Ьот,Ьн),Ь от и Ь о - вторые отсчетывысот подъемауровня жидкос"ти относительно исходногоуровня в осеНОВНЫХИвспомогательных ь отсекахсосудов 1 и 2после перестановки их местами на контролируемыхточках,Применение формулы (8) удобно длягидронивелира, выполненного в видепереносного прибора. Для тех случаев,когда необходимо измерять относительные вертикальные смещения (осадки)точек, гидронивелир может быть выполнен в ниде многоточечной системы,монтируемой стационарно на контролируемом объекте.Тогда для первого цикла измеренийможно записать Ьот Ьот ьЬт =Ьн -Ь 10 а также Ьо Ьи ф(2) Ь 1 Ь м. Ь 1)дИз выражений (1) и (2) следует,что15 вн =Ь-Ь225 После перестановки сосудов 1 и 2местами и снятии вторых отсчетов аналогично получим равенство(Ьо +Ь т )3- ГО оо+Ьв 1)-(Ьоо+Ь)Д,(9) Аналогично для второго цикла изме 40 рений получают Решая совместно равенства (6) и(7), получим формулу для определенияпревышения между точками454 Ьот Ьт) ( от 8 т 3 предполагая при этом, что значенияЬ ь Ьй И Ь О ЯВЛЯЮТСЯ ПРаКТИчески постоянными при различйыхциклах измерений.(8) ГДЕ Ь нЬО эЬ т И Ьбт- ПЕРВЫЕ ОТСЧЕотн оть ОтТЫ ВЫСОТ ПОДЪема уровняжидкости относиРешая совместно выражения (9) и (10), получают формулу для определения величины относительно вертикального смещения дттон (осадки) точек Между двумя циклами измерений тельно исходного уровня 55 соответственИО В ОСНОВНЫХоти вспомога(Ьо)+Ь о 1)- Г(Ьо, +Ь ьт ) (Ьот +Ьо)Ят(11) Ь С (Ь + Ьы) (Ь + Ьо )Я (Э) 2 Г(Ьо+ Ьвт) (Ьот+ Ьв 2)3 т (4) 1 причем искомое превышение между нивелируемыми точками Установив сосуды 1 и 2 на контро. - лируемые точки и сняв первые отсчеты, из выражений (3)-(5) имеем равенство дн - - фь+ьд,)-ть+ьв- 1(Ь+ ь)-(ь+ ь,)3, (6)