CN111307177B - 磁环沉降和水位检测尺零位校准装置及校准方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种磁环沉降和水位检测尺零位校准装置及校准方法，其中，磁环沉降和水位检测尺零位校准装置包括工作平台、校准安装板、水槽和静力水准仪，静力水准仪与水槽的底部连接，磁环沉降和水位检测尺零位校准装置还包括电气模块和安装于校准安装板的标准长度电极，电气模块包括报警模块和数显模块，报警部件与标准长度电极信号连接，数显模块与静力水准仪信号连接，校准安装板上具有被检尺第一安装工位和被检尺第二安装工位。该磁环沉降和水位检测尺零位校准装置旨在实现对磁环沉降和水位检测尺的零位实施校准，解决现有技术中的磁环沉降和水位检测尺校准时误差大、集成性差、便捷性差、难以反映被检对象的实际使用状态的技术问题。

Description

磁环沉降和水位检测尺零位校准装置及校准方法

技术领域

本发明涉及磁环沉降和水位检测尺校准技术领域，尤其涉及一种磁环沉降和水位检测尺零位校准装置及校准方法。

背景技术

磁环沉降和水位检测尺是通过绕线盘人工收放尺带，利用声、光信号控制感应模块接触磁环的磁场和水面，测量磁环沉降和地下水位的仪器。该仪器是用于测量土体沉降和地下水位的综合性检测仪器。

磁环沉降和水位检测尺由绕线盘、尺带、感应模块和声光报警装置组成。感应模块能够在收放状态时自然下垂且集成了电磁感应线路和水阻电极，当感应模块内的电磁感应线路经过磁环的磁场时，仪器会发出声光警报，此时对尺带读数，从而获得了磁环位置的相应测量数据；当感应模块上的水阻电极接触水面时，仪器会发出声光警报，此时对尺带读数，从而获得了地下水位的相应测量数据。

现有技术中，当对磁环沉降和水位检测尺进行校准和溯源时，只是对其尺带进行相应的校准，没有对仪器的水位检测零位误差和磁环检测零位误差实施相关校准和溯源工作，不能在实施校准时反映磁环沉降和水位检测尺的实际使用状态，校准结果误差很大，这种校准毫无意义。

发明内容

(一)要解决的技术问题

基于此，本发明提出了一种磁环沉降和水位检测尺零位校准装置，该磁环沉降和水位检测尺零位校准装置旨在实现对磁环沉降和水位检测尺的零位实施校准，解决现有技术中的磁环沉降和水位检测尺校准时误差大、集成性差、便捷性差、难以反映被检对象的实际使用状态的技术问题。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提出了一种磁环沉降和水位检测尺零位校准装置，其中，所述磁环沉降和水位检测尺零位校准装置包括工作平台、间隔设置于所述工作平台上的校准安装板、设置于所述工作平台上的水槽和静力水准仪，所述静力水准仪与所述水槽的底部连接，所述磁环沉降和水位检测尺零位校准装置还包括电气模块和安装于所述校准安装板的标准长度电极，所述标准长度电极沿竖直方向延伸至所述水槽内，所述电气模块包括报警模块和数显模块，所述报警模块与所述标准长度电极信号连接，所述数显模块与所述静力水准仪信号连接，所述校准安装板上具有被检尺第一安装工位，所述被检尺第一安装工位位于所述水槽正上方，所述磁环沉降和水位检测尺零位校准装置还包括数显游标尺，所述数显游标尺的主尺安装于所述校准安装板并且朝向所述工作平台沿竖直方向延伸至所述工作平台的上表面，所述数显游标尺的游标上设置有磁环安装板，所述磁环安装板上设置有标准磁环，所述磁环安装板上具有通孔，所述校准安装板上具有被检尺第二安装工位，所述被检尺第二安装工位位于所述通孔和标准磁环的正上方。

优选地，所述水槽中具有隔板，所述隔板将所述水槽分隔成注水槽和观察槽，所述注水槽与观察槽通过所述隔板的底部孔连通，所述被检尺第一安装工位位于所述观察槽的正上方，所述标准长度电极沿竖直方向延伸至所述观察槽内。

优选地，所述磁环沉降和水位检测尺零位校准装置包括位于所述注水槽上方的定量注水器。

优选地，所述被检尺第一安装工位为被检尺第一安装槽，所述被检尺第二安装工位为被检尺第二安装槽。

优选地，所述电气模块挂装于所述校准安装板下方。

此外，本发明还提供一种上述的磁环沉降和水位检测尺零位校准装置的校准方法，其中，所述校准方法包括水位检测零位误差校准，所述水位检测零位误差校准包括步骤：

a1、将需要进行水位检测零位误差校准的被检尺安装在被检尺第一安装工位并沿竖直方向延伸至所述观察槽中，使被检尺的预定刻线与校准安装板的上表面平齐，其中从校准安装板的上表面到标准长度电极的下端面的距离为所述预定刻线的值；

a2、往注水槽倒入水，观察观察槽中水位情况，直到观察槽中水平面与被检尺以及标准长度电极的下端面快要接触但是尚未接触的位置时停止注水；

a3、使用定量注水器往注水槽中加水，接收到第一报警时，暂停注水，将电气模块的数显模块中的水位读数清零；再继续注水，接收到第二声报警时，停止注水，此时的水位读数值即为被检尺的零值误差，其中如果电气模块的报警模块先报警时，被检尺的零值误差取负值，如果被检尺的报警器先报警时，被检尺的零值误差取正值，如果电气模块的报警模块和被检尺的报警器同时报警，被检尺的零值误差为零。

优选地，在所述校准方法中，所述预定刻线的值为500mm。

此外，本发明还提供一种根据上述的磁环沉降和水位检测尺零位校准装置的校准方法，其中，所述校准方法包括磁环检测零位误差校准，所述磁环检测零位误差校准包括步骤：

b1、向下移动数显游标尺的游标，直到磁环安装板的下表面与工作平台的上表面的接触，此时将数显游标尺的游标的读数清零，将标准磁环置于磁环安装板的中间位置；

b2、将需要进行磁环检测零位误差校准的被检尺安装在被检尺第二安装工位并沿竖直方向延伸，使被检尺的预定刻线S与校准安装板的上表面平齐，其中校准安装板的上表面到工作平台的上表面距离为预定距离D；

b3、从下至上缓慢移动数显游标尺的游标，当标准磁环的磁场向上接触被检尺的感应模块时，被检尺发出警报，读出数显游标尺的示值，称为进程读数H1；

b4、继续向上移动数显游标尺的游标至被检尺尺带的位置，再向下缓慢移动数显游标尺的游标，当标准磁环磁场向下接触被检尺的感应模块时，被检尺发出警报，读出数显游标尺上的示值，称为回程读数H2；

b5、按如下公式计算标准磁环到被检尺的预定刻线处的实际深度H:

H＝[D-(H1+H2)/2]mm；

b6、按如下公式计算被检尺的磁环检测零位误差ΔH：

ΔH＝H-S。

(三)有益效果

本发明与现有技术对比，本发明的有益效果包括：

由于被检尺第一安装工位安装被检尺后可以通过水槽、标准长度电极、电气模块等部件配合进行水位检测零位误差校准(具体操作参考相关操作方法描述)，并且被检尺第二安装工位安装被检尺后可以通过数显游标尺、标准磁环等部件配合进行磁环检测零位误差校准(具体操作参考相关操作方法描述)，所以水位检测零位误差和磁环检测零位误差均可在本发明的校准装置上完成，反映了被检对象的实际使用状态，操作简捷和适用性强，本发明对其水位检测零位误差和磁环检测零位误差实施校准和溯源，有效保证了校准精度，本发明的校准装置集成了水位检测零位误差校准和磁环检测零位误差校准两大功能，一体化程度较高、操作简捷，具有良好的适用性、经济性和操控性。

本发明的其它有益效果将在下文的具体实施方式中一一说明。

附图说明

通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不应理解为对本发明进行任何限制，在附图中：

图1为本发明实施方式的磁环沉降和水位检测尺零位校准装置的立体示意图；

图2为本发明实施方式的水槽的立体示意图。

附图标记说明：

1、工作平台，2、校准安装板，3、左支撑柱，4、右支撑柱，5、静力水准仪，6、电气模块，7、标准长度电极，8、被检尺第一安装工位，9、被检尺第二安装工位，10、磁环安装板，11、标准磁环，12、定量注水器，13、第一被检尺，14、第二被检尺，15、水位连通管，100、水槽，101、隔板，102、注水槽，103、观察槽，200数显游标尺，201、主尺，202、游标。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

参见图1至图2，本发明提供一种磁环沉降和水位检测尺零位校准装置，其中，磁环沉降和水位检测尺零位校准装置包括工作平台1、间隔设置于工作平台1上的校准安装板2(具体可以通过左支撑柱3和右支撑柱4安装在工作平台1上)、设置于工作平台1上的水槽100和静力水准仪5，静力水准仪5与水槽100的底部连接(具体可以通过水位连通管15连接)，磁环沉降和水位检测尺零位校准装置还包括电气模块6和安装于校准安装板2的标准长度电极7，标准长度电极7沿竖直方向延伸至水槽100内，电气模块6包括报警模块和数显模块，报警模块与标准长度电极7信号连接(例如通过对应的连接电线)，数显模块与静力水准仪5信号连接(例如通过对应的连接电线)，静力水准仪5能够监测水槽100的水位变化并在电气模块6的数显模块获取水位的相应读数，当然，电气模块6还可以包括电源，标准长度电极7、静力水准仪5也分别与电源连接，校准安装板2上具有被检尺第一安装工位8，被检尺第一安装工位8位于水槽100正上方，这样，被检尺第一安装工位8安装的被检尺可以沿竖直方向延伸至水槽100中，方便后续操作，磁环沉降和水位检测尺零位校准装置还包括数显游标尺200，数显游标尺200的主尺201安装于校准安装板2并且朝向工作平台1沿竖直方向延伸至工作平台1的上表面，数显游标尺200的游标202上设置有磁环安装板10，磁环安装板10上设置有标准磁环11，磁环安装板10上具有通孔，当然，可以理解的是，虽不做具体限定，本磁环沉降和水位检测尺零位校准装置中的各种尺寸都将保证该装置能够正常实施校准工作，例如该通孔的孔径大于常见磁环沉降和水位检测尺的外径，以便实施校准时被检尺可以无障碍穿过标准磁环11以及磁环安装板10，校准安装板2上具有被检尺第二安装工位9，被检尺第二安装工位9位于通孔和标准磁环11的正上方以使得安装于被检尺第二安装工位9的被检尺能够穿过通孔和标准磁环11。此外，以上提到的电气模块6、报警模块、数显模块可以包括各种已知的装置，例如包括主控制电路板、声光报警器、显示器(显示屏)等等，这里不再展开说明。

根据本发明的优选实施方式，水槽100中具有隔板101，隔板101将水槽100分隔成注水槽102和观察槽103，注水槽102与观察槽103通过隔板101的底部孔连通，被检尺第一安装工位8位于观察槽103的正上方，标准长度电极7沿竖直方向延伸至观察槽103内。水槽100分隔成注水槽102和观察槽103有效降低了注水时的水面波动对校准精度的影响。

此外，磁环沉降和水位检测尺零位校准装置包括位于注水槽102上方的定量注水器12，方便精细化操作注水。

根据本发明的具体实施方式，被检尺第一安装工位8为被检尺第一安装槽，被检尺第二安装工位9为被检尺第二安装槽，并配以相应的固定螺钉将被检尺固定于相应的安装槽中，由于固定螺钉很好理解，这里不再给出标号示意。但本发明并不限于此，被检尺第一安装工位8和被检尺第二安装工位9采用其他各种适当的安装结构形式也是可以的，其他各种变化结构都将落入本发明的保护范围。这里的被检尺第一安装工位8用于安装需要进行水位检测零位误差校准的被检尺，被检尺第二安装工位9用于安装磁环检测零位误差校准的被检尺，具体操作见下面的操作方法说明。

根据本发明的具体实施方式，电气模块6可以通过螺钉挂装于校准安装板2下方。

下面接合附图说明本发明提供的磁环沉降和水位检测尺零位校准装置具体如何进行水位检测零位误差校准和磁环检测零位误差校准。

本发明提供一种根据上述的磁环沉降和水位检测尺零位校准装置的校准方法，校准方法包括水位检测零位误差校准，水位检测零位误差校准包括步骤：

a1、将需要进行水位检测零位误差校准的被检尺(这里称为第一被检尺13)安装在被检尺第一安装工位8并沿竖直方向延伸至观察槽103中，使被检尺的预定刻线(例如500mm刻线)与校准安装板2的上表面平齐，可以通过固定螺钉完成第一被检尺13的固定，其中从校准安装板2的上表面到标准长度电极7的下端面的距离为预定刻线的值；

a2、往注水槽102倒入水(具体操作时可以缓慢倒入实验室恒温的清水)，观察观察槽103中水位情况，直到观察槽103中水平面与被检尺以及标准长度电极7的下端面快要接触但是尚未接触的位置时停止注水；

a3、使用定量注水器12往注水槽102中加水(具体操作时可以缓慢加入实验室恒温的清水)，接收到第一报警时，暂停注水，将电气模块6的数显模块中的水位读数清零；再继续注水，接收到第二声报警时，停止注水，此时的水位读数值即为被检尺的零值误差，其中如果电气模块6的报警模块先报警时，被检尺的零值误差取负值，如果被检尺的报警器先报警时，被检尺的零值误差取正值，如果电气模块6的报警模块和被检尺的报警器同时报警，被检尺的零值误差为零。

至此，第一被检尺13的水位检测零位误差校准完成。

根据本发明的具体实施方式，在校准方法中，预定刻线的值为500mm，但可以理解的是，如果需要匹配其他尺寸的被检尺，该预定刻线的值显然可以灵活调整。

本发明提供一种根据上述的磁环沉降和水位检测尺零位校准装置的校准方法，校准方法包括磁环检测零位误差校准，磁环检测零位误差校准包括步骤：

b1、向下移动数显游标尺200的游标202，直到磁环安装板10的下表面与工作平台1的上表面的接触，此时将数显游标尺200的游标202的读数清零，将标准磁环11置于磁环安装板10的中间位置；

b2、将需要进行磁环检测零位误差校准的被检尺(这里称为第二被检尺14)安装在被检尺第二安装工位9并沿竖直方向延伸，使被检尺的预定刻线S(例如500mm刻线)与校准安装板2的上表面平齐，可以通过固定螺钉完成第二被检尺14的固定，其中校准安装板2的上表面到工作平台1的上表面距离为预定距离D，例如预定刻线S为500mm刻线时，预定距离D为600mm；

b3、从下至上缓慢移动数显游标尺200的游标202，当标准磁环11的磁场向上接触被检尺的感应模块时，被检尺发出警报(例如声光警报)，读出数显游标尺200的示值，称为进程读数H1；

b4、继续向上移动数显游标尺200的游标202至被检尺尺带的位置，再向下缓慢移动数显游标尺200的游标202，当标准磁环11磁场向下接触被检尺的感应模块时，被检尺发出警报(例如声光警报)，读出数显游标尺200上的示值，称为回程读数H2；

b5、按如下公式计算标准磁环11到被检尺的预定刻线处的实际深度H:

H＝[D-(H1+H2)/2]mm，例如H＝[600-(H1+H2)/2]；

b6、按如下公式计算被检尺的磁环检测零位误差ΔH：

ΔH＝H-S,例如D为600mm，S为500mm时，

ΔH＝H-500＝[100-(H1+H2)/2]mm。

至此，第二被检尺14的磁环检测零位误差校准完成。

同样地，关于D为600mm，S为500mm，也可以根据需要匹配其他尺寸的被检尺时灵活调整这些数值。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (8)

1.一种磁环沉降和水位检测尺零位校准装置，其特征在于，所述磁环沉降和水位检测尺零位校准装置包括工作平台、间隔设置于所述工作平台上的校准安装板、设置于所述工作平台上的水槽和静力水准仪，所述静力水准仪与所述水槽的底部连接，所述磁环沉降和水位检测尺零位校准装置还包括电气模块和安装于所述校准安装板的标准长度电极，所述标准长度电极沿竖直方向延伸至所述水槽内，所述电气模块包括报警模块和数显模块，所述报警模块与所述标准长度电极信号连接，所述数显模块与所述静力水准仪信号连接，所述校准安装板上具有被检尺第一安装工位，所述被检尺第一安装工位位于所述水槽正上方，所述磁环沉降和水位检测尺零位校准装置还包括数显游标尺，所述数显游标尺的主尺安装于所述校准安装板并且朝向所述工作平台沿竖直方向延伸至所述工作平台的上表面，所述数显游标尺的游标上设置有磁环安装板，所述磁环安装板上设置有标准磁环，所述磁环安装板上具有通孔，所述校准安装板上具有被检尺第二安装工位，所述被检尺第二安装工位位于所述通孔和标准磁环的正上方。

2.根据权利要求1所述的磁环沉降和水位检测尺零位校准装置，其特征在于，所述水槽中具有隔板，所述隔板将所述水槽分隔成注水槽和观察槽，所述注水槽与观察槽通过所述隔板的底部孔连通，所述被检尺第一安装工位位于所述观察槽的正上方，所述标准长度电极沿竖直方向延伸至所述观察槽内。

3.根据权利要求2所述的磁环沉降和水位检测尺零位校准装置，其特征在于，所述磁环沉降和水位检测尺零位校准装置包括位于所述注水槽上方的定量注水器。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的磁环沉降和水位检测尺零位校准装置，其特征在于，所述被检尺第一安装工位为被检尺第一安装槽，所述被检尺第二安装工位为被检尺第二安装槽。

5.根据权利要求1至3中任意一项所述的磁环沉降和水位检测尺零位校准装置，其特征在于，所述电气模块挂装于所述校准安装板下方。

6.一种根据权利要求3所述的磁环沉降和水位检测尺零位校准装置的校准方法，其特征在于，所述校准方法包括水位检测零位误差校准，所述水位检测零位误差校准包括步骤：

a1、将需要进行水位检测零位误差校准的被检尺安装在被检尺第一安装工位并沿竖直方向延伸至所述观察槽中，使被检尺的预定刻线与校准安装板的上表面平齐，其中从校准安装板的上表面到标准长度电极的下端面的距离为所述预定刻线的值；

a2、往注水槽倒入水，观察观察槽中水位情况，直到观察槽中水平面与被检尺以及标准长度电极的下端面快要接触但是尚未接触的位置时停止注水；

a3、使用定量注水器往注水槽中加水，接收到第一报警时，暂停注水，将电气模块的数显模块中的水位读数清零；再继续注水，接收到第二声报警时，停止注水，此时的水位读数值即为被检尺的零值误差，其中如果电气模块的报警模块先报警时，被检尺的零值误差取负值，如果被检尺的报警器先报警时，被检尺的零值误差取正值，如果电气模块的报警模块和被检尺的报警器同时报警，被检尺的零值误差为零。

7.根据权利要求6所述的校准方法，其特征在于，在所述校准方法中，所述预定刻线的值为500mm。

8.一种根据权利要求1至5中任意一项所述的磁环沉降和水位检测尺零位校准装置的校准方法，其特征在于，所述校准方法包括磁环检测零位误差校准，所述磁环检测零位误差校准包括步骤：

b1、向下移动数显游标尺的游标，直到磁环安装板的下表面与工作平台的上表面的接触，此时将数显游标尺的游标的读数清零，将标准磁环置于磁环安装板的中间位置；

b2、将需要进行磁环检测零位误差校准的被检尺安装在被检尺第二安装工位并沿竖直方向延伸，使被检尺的预定刻线S与校准安装板的上表面平齐，其中校准安装板的上表面到工作平台的上表面距离为预定距离D；

b3、从下至上缓慢移动数显游标尺的游标，当标准磁环的磁场向上接触被检尺的感应模块时，被检尺发出警报，读出数显游标尺的示值，称为进程读数H1；

b4、继续向上移动数显游标尺的游标至被检尺尺带的位置，再向下缓慢移动数显游标尺的游标，当标准磁环磁场向下接触被检尺的感应模块时，被检尺发出警报，读出数显游标尺上的示值，称为回程读数H2；

b5、按如下公式计算标准磁环到被检尺的预定刻线处的实际深度H:

H＝[D-(H1+H2)/2]mm；

b6、按如下公式计算被检尺的磁环检测零位误差ΔH：

ΔH＝H-S。

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