CN109596098A - 折射型水平仪 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种折射型水平仪，包括呈上端开口的中空圆柱形基座；基座底面圆心处设有激光发射器，在工作时竖直向上发出一束波长一致的单色光；基座内还设有电源模块和控制模块；基座的上端设有透镜，透镜呈被挖去一个底面朝下的最大圆锥的圆柱形；透镜与基座相契合，使透镜与基座之间形成一个密闭的空腔；空腔内装有液体；基座的顶端盖有一层半透明薄片，半透明薄片与透镜之间存在间隔；半透明薄片的上表面标有刻度尺，刻度尺包括设于所述半透明薄片圆心的原点以及以该原点为圆心的一组同心圆，各同心圆标识为一个角度值。本发明可以在保持较低成本的同时，比较精确地测出被测平面的倾斜角度。

Description

折射型水平仪

技术领域

本发明涉及测量器具领域，特别地，涉及一种水平仪。

背景技术

在生产生活的过程中，有时需要借助水平仪来校正设备、仪器的水平情况。

目前市场上一类常见的水平仪是通过玻璃管内液体的气泡位置，来判断被测平面是否水平；这种水平仪功能比较简单，仅能判断水平与否，通常不能比较精确地测出被测平面与水平面之间倾斜的角度。而另一类水平仪虽能在使用时精确测出倾角，但结构复杂，成本较高，体积较大，不便于日常使用。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种折射型水平仪，该水平仪可以比较精确地测出被测平面与水平面之间倾斜的角度，同时具有较为简单的结构，成本较为低廉。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该折射型水平仪包括基座，所述基座呈上端开口的中空圆柱形；所述基座的底面圆心处设有激光发射器，所述激光发射器在工作时竖直向上发出一束单色光；所述基座内还设有电源模块和控制模块；所述基座的上端设有透镜，所述透镜呈被挖去一个底面朝下的最大圆锥的圆柱形；所述透镜的外径与所述基座的内径相等，使得所述透镜与所述基座之间形成一个密闭的空腔；所述空腔内装有液体；所述基座的顶端盖有一层半透明薄片，所述半透明薄片与所述透镜之间存在间隔；所述半透明薄片的上表面标有刻度尺，所述刻度尺包括设于所述半透明薄片圆心的原点，以及以该原点为圆心的一组同心圆，各同心圆标识为一个角度值。

作为优选，所述液体的高度占所述基座高度的三分之一到四分之一。

本发明的有益效果在于：该折射型水平仪在使用时，放置在被测平面上。若被测平面倾斜，水平仪内的液面将与水平仪的底面呈与被测平面倾斜程度相同的倾角；调节控制模块使激光发射器发射出激光，所述激光在通过液面后会产生折射，折射偏移的方向与被测平面倾斜方向一致；而后激光经过透镜，通过折射激光的偏移程度将被放大，最终照射到半透明薄板上形成光斑；此时通过观察光斑的位置，比对刻度将测出被测平面的倾斜角度，并判断出倾斜方向。而若被测平面完全水平，激光通过液面和透镜后不会因为折射产生偏移，最终将照射到半透明薄板的圆心处形成光斑，即光斑照射在原点时，表明被测平面完全水平。

附图说明

图1为本折射型水平仪的一个实施例的结构示意图。

图2为图1实施例中，光线折射的路径图。

图3为图1实施例中，半透明薄板的俯视图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

在图1，图2，图3所示的实施例中，该折射型水平仪包括基座1，所述基座1呈上端开口的中空圆柱形；所述基座1的底面圆心处设有激光发射器2，所述激光发射器2在工作时竖直向上发出一束波长一致的单色光；所述基座1内还设有电源模块和控制模块；所述基座1的上端设有透镜4，所述透镜4呈被挖去一个底面朝下的最大圆锥的圆柱形；所述透镜4与所述基座1相契合，使所述透镜4恰好能填充进所述基座1内，使得所述透镜4与所述基座1之间形成一个密闭的空腔3；所述空腔3内装有液体30；所述基座1的顶端盖有一层半透明薄片5，所述半透明薄片5与所述透镜4之间存在间隔；所述半透明薄片5的上表面标有刻度尺，如图3所示，所述刻度尺包括设于所述半透明薄片5圆心的原点，以及以该原点为圆心的一组同心圆，各同心圆标识为一个角度值。

对于所述半透明薄片5上刻度尺的标定，可采用实验法。所述实验法，即将此折射型水平仪成品置于倾斜角度精确可调的可调斜面上，从倾斜角度为零开始，倾斜角度每变化一度，便在所述半透明薄片5上进行标记，具体地，以半透明薄片5的圆心为圆心，画一个经过此时的光斑位置的圆线，对应于所述可调斜面的当前倾角；标记完成后，即可将该半透明薄片5作为模板进行规模生产。

上述折射型水平仪在使用时，放置在被测平面上。如图2所示，若被测平面倾斜，水平仪内所述液体30的液面将与水平仪的底面呈与被测平面倾斜程度相同的倾角；调节控制模块使所述激光发射器2发射出激光，所述激光在通过液面后会产生折射，折射偏移的方向与被测平面倾斜方向一致；而后激光经过所述透镜4，通过折射激光的偏移程度将被放大，最终照射到所述半透明薄板5上形成光斑6；此时通过观察所述光斑6的位置，比对所述半透明薄板5上的刻度，将测出被测平面的倾斜角度，并判断出倾斜方向。

而若被测平面完全水平，激光通过所述液体30的液面和所述透镜4后不会因为折射产生偏移，最终将照射到所述半透明薄板5的圆心处形成光斑，即光斑照射在原点时，表明被测平面完全水平。

另外，所述液体30的高度占所述基座1高度的三分之一到四分之一。此时液体30在使用时既不会过多而淹到所述透镜4，也不会过少而露出基座1的底面，可以使激光在水中的路径长度不变。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种折射型水平仪，包括基座（1）；其特征在于：所述基座（1）呈上端开口的中空圆柱形；所述基座（1）的底面圆心处设有激光发射器（2），所述激光发射器（2）在工作时竖直向上发出一束波长一致的单色光；所述基座（1）内还设有电源模块和控制模块；所述基座（1）的上端设有透镜（4），所述透镜（4）呈被挖去一个底面朝下的最大圆锥的圆柱形；所述透镜（4）与所述基座（1）相契合，使所述透镜（4）恰好能填充进所述基座（1）内，使得所述透镜（4）与所述基座（1）之间形成一个密闭的空腔（3）；所述空腔（3）内装有液体（30）；所述基座（1）的顶端盖有一层半透明薄片（5），所述半透明薄片（5）与所述透镜（4）之间存在间隔；所述半透明薄片（5）的上表面标有刻度尺，所述刻度尺包括设于所述半透明薄片（5）圆心的原点，以及以该原点为圆心的一组同心圆，各同心圆标识为一个角度值。

2.根据权利要求1所述的折射型水平仪，其特征在于：所述液体（30）的高度占所述基座（1）高度的三分之一到四分之一。