Способ гидростатического нивелирования

(19) 1111ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТ ОМУ СВ ЕЛЬСТВ(21) 357 (22) 04,и те ратур жид гистраци уровнейтва темпесудах Р о жидра ент рав иссле тут н р жи к и вт л ычисл и ч а елью повыш утем учет пои й ни что, с мерени точно т и 8. 8) Г.Т при зм е о сосудах м рименеследов - М. е темпеообщающи ы ж дном т и е я сосудов ределах е о г ор ения горн урнал, 19 торское с ически в ости тем ственноикальных в ратур в в Р 6,тельствоС 5/04,бах ж чи по о о Р 608 28.07 (54)( е ти в Г ТИЧ щий инени аю з и о емперат бщающих сосудов до устранения 46) 15.01.86 71) Государст ательский и тяной промышл 2) А.А,Наза 53) 528.541( 56) Нестерен С СПОСОБ ВАНИЯ, уры жид СООЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК Бюл. Р 2енный научнооектный инснности тел сос и п нах нои трубк дах через нижения и дят истин ти путем поочереднойтой и охлажденнойашку сосуда и соединизмеряют уровни винтервалы повышенияпо измеренным уровняные значения уровней.Изобретение относится к измери= тельной технике в геодезии и может быть использовано при передаче отметок через водные преграды, для наблюдения за осадкой инженерных сооружений и сдвижениями земной поверх ности.Целью изобретения является повышение точности измерений путем учета динамики изменения уровня в сосудах.На Лиг.1 приведена схема, иллюстрирующая перераспределение объемов жидкости в сообщающихся сосудах на Лиг.2 и 3 - графики изменения уровня в первом сосуде; на Фиг.4 и 5 - графики изменения уровня во втором сосуде.Пусть первоначальная температура в системе сообщающихся сосудов " равна и уровень в сосудах 1 и 2 находится в одной горизонтальной плоскости 3. Пусть температура в сосуде 2 повысилась от , до , тогда термическое расширение жидкости, находящейся в сосуде 2 и вертикальном участке соединения, приведет к повышению уровня соответственно на 1и , а увеличение внутренних полостей сосуда и вертикального участка соединения за счет термического расширения материалов понизит уровень соответственно на 1 и. При ,равных диаметрах сосудов и постоянном поперечном сечении соединения из сосуда в сосуд перейдет столб жидкости высотой г ьф+5 (1) 2 Тогда в сосуде 1 уровень понизится на и установится на высоте. Н (уровень 6), а в сосуде 2 уровень повысится на1(4) и установится на высоте Н (уровень 7).Следовательно, высоты вертикальныхстолбов в сосудах 1 и 2 будут равны При этом 5 где Н и Нг - высоты столбов жидкосн,в сосудах при температуре т и 1 г,и Рг - плотности жидкости притемпературах 1, и г и 1, 1 =Р Н,(5)110формула (5) отображает реальнопроисходящий процесс и дает коли-чественную характеристику высотвертикальных столбов жидкости в сообщающихся сосудах при изменении 15температуры.Пусть при повышении температурыв одном из сосудов измеренные значения уровня равны О, и о, , а вычис 1ленные поправки соответственно яии, тогда при известных истинных 20значенйях уровня О, и 1,можно записать, чтоо,=а,. 6 (6) 25и соответственно при понижении температурысо(7)6 ледовательно, при повышении, азатем понижении температуры или наобоХрот поправки 6 именяют свои знакина противоположные и в определенныймомент времени приобретают значения равные нулю что соответствуетравенству температуры в обоих сосудах. Уровень в сосудах в этот моментвремени будет находиться в одной гаризонтальной плоскости, и значенияих будут равны истинным д иЕсли в системе прямоугольных координат построить кривые измененияуровня в сосудах, то отрезки этихкривых от максимума (минимума) доминимума (максимума) будут содержать 45 точки, в которых поправки 1 и 1 ппереходят через нуль. Эти точки находят так: отрезки кривых от максимума (минимума) до минимума (максимума) накладывают на соседние отрезки кривых от минимума (максиму"ма) до максимума (минимума) так,чтобы их ближайшие максимум и минимум (или наоборот) разместились напрямой, параллельной оси ординат, 55 при этом накладываемый отрезок кривой переносят параллельно оси абсцисс,и находят точки пересечения(равновесия) отрезков кривых. Зна 12чения ординат этих точек равныСистинным значениям уровня 0 иП р и м е р . В системе сообщающихся сосудов первоначальная температура вертикального столба жидокости в первом сосуде 21 С, вЬвтором 23,5 С. Температуру вертикального столба жидкости в первом сосуо,де сначала повышали до 25-29 С, аозатем понижали до 15-17 С соответственно подогретой и охлажденнойводой, заливаемой в рубашку вертикального участка соединения. Температура во втором сосуде не изменялась. Уровень в сосудах измеряли через каждые 0,05-0,15 мм повышенияи понижения уровня с точностью до0,01 мм. По измеренным значениямуровня строят графики. В случаепроведения замеров через примерноравные промежутки повышения и понижения уровня на осях абсцисс откладывают условное время, т,е. интервалы времени для обеих графиков принимают равными. В случае разновременности производства пары отсчетовуровня по осям абсцисс откладываютистинные отрезки времени между замерами, учитывая при этом время начала измерения первых д,и 3Кривые изменения уровня по максимумам и минимумам разбиты линиями А-А, Б-Б, В-В , Г-Г , Д-Д 04924Е-Е, Ж-Ж, 3-3 , параллельными осиординат, на отрезки 1-4 и 5-8 пополпериода, Отрезки 2-4 и ь-о параллельным переносом относительно осиабсцисс наложены на ближайшие к ним5отрезки и заняли новое положение2, 3 , 4 и 6 , 7 , 8 , при этомлиния Б-Б совмещается с линиейА-А, линия В-В с линией Б-Б и1 О т.д,Пересечения наложенных друг надруга кривых образуют пары точекравновесия О и о 0 и о О и Ьзначения уровня в которых равно истинному. Отрезки кривых 2 и 6 занима 15ют положение 2и 6 и пересекаютотрезки 1 и 5 в точках равновесиясо значениями уровня ч, =3,57 мм и=4 95 мм. Отрезки 3 и 7 занимаютэположение 3 и 7, а отрезки 4 и208 - положение 4 и 8 , на пересечении их соответственно с отрезками2,6 и 3,7, находят следующие парыточек равновесия со значениями:25 2 з=3 75 мм и Ь =4,93 мм, о=3,60 мм,Ь=4,95 мм,По найденным трем парам значенийуровня вычисляют превышениеЬ, - О, = 4, 95-3, 57=1, 38 мм,Ь - д = 4,93-3 57=1 36 ммЬ, - д., = 4, 95 - 3, 60=1, 35 мм,среднее из которых равно 1,36 мм.