CN2241865Y - 差分水平检测器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种差分水检测器，包括：由透明材料制成的测量框体；设置在测量框体内的透明的测量容器；灌装在测量容器内的液体；所述的测量框体由两个完全对称的A相体和B相体合二为一组成，在A和B两相体中各设有一形状相同且大小一致的可灌装液体的测量容器；所述的测量容器由互相连接且相通的差分管、非差分管、气相管、液相管组成。本实用新型克服因测试环境变化而带来的误差，提高了测试分辨率与精度，适合生产与家庭之用。
Description
本实用新型涉及一种水平检测仪，尤其涉及一种差分水平检测器。
人们在生产劳动和社会生活中时常会遇到水平检测的问题，目前已被广泛采用的是气泡测试法(如图1所示)，它根据液体重力移动原理制成，用一透明管，内装有液体，因透明管内留有空气故存在气泡，当A端高于B端时，液体流向B端，而气泡便向A端移去；反之当B端高于A端时，液体流向A端，而气泡便向B端移去；当A端与B端在同一水平面时，气泡位于中间。因此，只有当A端与B端接近某一水平面但并非完全在同一水平面时，气泡应当近似居中，而在实际测试应用中，由于气泡有一定的体积，随着液体重力移动其形状也随之变化，并受诸如温度、湿度等各方面的条件限制，使得这种测试仪中的气泡经常处在近似居中的位置，因此在进一步提高测试精度上受到一定的制约。
本实用新型的目的是提供一种改进的差分水平检测器，它能克服因测量环境温度与湿度变化而带来的测量误差，以提高测试精确度。
本实用新型的目的是这样实现的：一种差分水平检测器，包括：由透明材料制成的测量框体；设置在测量框体内的透明的测量容器；灌装在测量容器内的液体；所述的测量框体由两个完全对称的A相体和B相体合二为一组成，在A和B两相体中各设有一形状相同与大小一致的可灌装液体的测量容器；所述的A和B两相体内设置的测量容器均由互相连接且相通的差分管、非差分管、气相管、液相管组成。
本实用新型由于采用两个完全对称的A相体和B相体合二为一成一体，即采用了两个完全相同的物理参数，根据两相体紧靠的两差分管中液体高低的差值为水平偏离程度的大小，从而消除了因测试环境的温度与湿度变化而带来测量误差，提高了测试的精确度。
下面结合附图详细说明本实用新型的较佳实施例，从中也可以看出本实用新型的其它的目的和优点。
图1是现有的气泡测仪示意图。
图2是本实用新型差分水平检测器A和B两相体中测量容器示意图。
图3是本实用新型差分水平检测器影响测量精度的测量容器结构示意图。
图4是本实用新型差分水平检测器结构示意图。
参见图2至图4，其中(1)是测量框体，所述的测量框体(1)由透明材料制成且表面平整光滑的长方形，其上表面与下表面互为平行面，其左侧表面与右侧表面、前表面与后表面互为平行面且与上表面和下表面垂直；在前后表面中部设有测试刻度表；所述的测量框体(1)由完全对称的A相体(11)和B相体(12)合二为一组成，在A相体(11)和B相体(12)中各设有一形状相同且大小一致的可灌装液体的测量容器(21)和(22)；所述的A相体(11)和B相体(12)内的测量容器(21)和(22)均由互相连接且相通的差分管(211)和(221)、非差分管(212)和(222)、气相管(213)和(223)、液相管(214)和(215)四管组成。
参见图3，若设：
差分管(211)和(221)的直径为D1，
非差分管(212)和(222)的直径为D2，
差分管(211)和(221)与非差分管(212)和(222)之间的中心距离为L1，
差分值为Δ，
对应差分值Δ的水平角度为α，
对液体粘稠度忽略不计，
根据三角函数和几何定理，得到，
2L1·tgα ＝Δ(1+D1 2/D2 2)
分析上式可以得出：若D1、D2为不变常量，差分管与非差分管之间的中心距离L1取值越大同等的水平度角α所测得的差分值Δ就越大；若L1为不变常量，差分管与非差分管直径之比(D1/D2)的值越小(即D1＜D2)，同等的水平度角α所测得差分值Δ就越大。
以上分析得出，本实用新型的差分水平检测器的测试分辨率取决于差分管与非差分管之间的中心距离以及差分管与非差分管直径之比的几何尺寸。
为此，在本实用新型中(参见图4)，由差分管(211)和(221)、非差分管(212)和(222)、气相管(213)和(223)、液相管(214)和(224)四管围成的测量容器(21)和(22)为矩形，其中，差分管(211)和(221)与非差分管(212)和(222)之间的中心距离L1比气相管(213)和(223)与液相管(214)和(224)之间的中心距离L2长，即气相管(213)和(223)与液相管(214)和(224)比差分管(211)和(221)与非差分管(212)和(222)长。所述的差分管(211)和(221)的直径D1小于非差分管(212)和(222)的直径D2。所述的差分管(211)和(221)与非差分管(212)和(222)与测量框体(1)的上下表面垂直。上述的可灌装测量液体(3)的测量容器(21)和(22)可以在由透明材料制成的测量框体(1)中设置凹槽构成。为提高测试分辨率，所述的测量液体(3)采用粘稠度低的液体，在本实用新型中采用了汽油充当测量液体。
为了进一步提高测试的精度，若设：
最大水平测试角为αs，
差分水平检测精度为e，则：
(D1、D2、L均为不变常量)
式中
由上式可知，当差分管和非差分管的直径以及差分管与非差分管之间的中心距离为不变的常量时，差分水平检测器的最大水平程度测试角越小，则所测得的水平度角值的精度越高。
因此，为了获得较为理想的测试精度，即为了得到测试较大水平度角时能具有较为理想的测试精度，在实际应用的设计时可作些适当的补偿修正，如：
非线性刻度Δ修正法，它是将差分水平检测器的差分刻度设计成三角函数的正切刻度，以减少测试误差，提高测量精度。即
(L、D1、D2均为不变常量)。
线性刻度D2补偿法，它是将差分水平检测器的非差分管的直径设计成随水平度角变化而有不同的取值，以减少测试误差，提高测量精度。即
(K、D1、L均为不变常量)
式中K为分辨率系数
线性刻度L1补偿法，它是将差分水平检测器的差分管与非差分管之间的中心距离设计成随水平度角变化而有不同的取值，以减少测试误差，提高测试精度。即
(K、D1、D2均为不变常量)，
式中K为分辨率系数
如果要求设计一个差分水平检测器，并要求达到如下技术指标：分辨率K＝1mm/1°，精度为1.0级，水平度角≤±8°。
精度0.64＜1，故无需作修正被偿。
设：测量液体采用70#汽油(可忽略不计其粘稠度)，差分管直径D1为2mm，非差分管直径D2为4mm。
当α＝0.001°时，Δ＝K·α＝1×0.001＝0.001mm
则
Δs＝Kαs＝1×8＝8mm(Δs为满刻度最大偏差)
实际上10mm仍满足1.0级的精度要求。
因此，根据上述技术指标设计的差分水平检测器的几何尺寸是：差分管(211)和(221)直径D1是2mm，非差分管(212)和(222)直径D2是4mm，差分管(211)和(221)与非差分管(212)和(222)之间的中心距离L1(即气相管(213)和(223)与液相管(214)和(224)的长度)为35.8mm，水平角度有效量程为10°。
本实用新型由于采用两个完全对称的A相体和B相体合二为一组成，即采用了两个完全相同的物理参数，根据相邻的两差分管中液体高低的差值为水平偏离程度的大小，从而消除了因测试环境的变化而带来误差；由于采用了差分管与非差分管之间的中心距离较长的矩形的测量容器，并且差分量的直径小于非差分管的直径，使测试的分辨率大大提高，由此也提高了测试的精确度。
以上说明发本实用新型的较佳实施例，本领域的普遍技术人员在理解了本实用新型的精神实质之后，可对此作出各种修改和变化而不致脱离本实用新型的范围。
Claims (7)
1.一种差分水平检测器，包括：
由透明材料制成的测量框体(1)；
设置在测量框体(1)内的透明的测量容器(2)；
灌装在测量容器(2)内的液体(3)；
其特征在于，
所述的测量框体(1)由完全对称的A相体(11)和B相体(12)合二为一组成，在A相体(11)和B相体(12)中各设有一形状相同且大小一致的可灌装液体(3)的测量容器(21)和(22)；
在所述的A相体(11)和N相体(12)内的测量容器(21)和(22)均由互相连接且相通的差分管(211)和(221)、非差分管(212)和(222)、气相管(213)和(223)、液相管(214)和(224)四管组成。
2.如权利要求1所述的差分水平检测器，其特征在于，所述的由四管围成的测量容器(21)和(22)为矩形，差分管(211)和(221)与非差分管(212)和(222)之间的中心距离L1比气相管(213)和(223)与液相管(214)和(224)之间的中心距离L2长，即气相管(213)和(223)与液相管(214)和(224)比差分管(211)和(221)与非差分管(212)和(222)长。
3.如权利要求1所述的差分水平检测器，其特征在于，所述的差分管(211)和(221)的直径D1小于非差分管(212)和(222)的直径D2。
4.如权利要求1所述的差分水平检测器，其特征在于，所述的差分管(211)和(221)与非差分管(212)和(222)与测量框体(1)的上下表面垂直。
5.如权利要求1所述的差分水平检测器，其特征在于，所述的可灌装测量液体(3)的测量容器(21)和(22)可以在由透明材料制成的测量框体中设置圆形凹槽构成。
6.如权利要求1所述的差分水平检测器，其特征在于，所述的由透明材料制成的测量框体(1)为表面平整光滑的长方形，其上表面与下表面互为平行面，其左侧表面与右侧表面、前表面与后表面互为平行面且与上表面和下表面垂直。
7.如权利要求1所述的差分水平检测器，其特征在于，所述的测量液体(3)采用粘稠度低的液体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 95223769 CN2241865Y (zh) | 1995-09-29 | 1995-09-29 | 差分水平检测器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 95223769 CN2241865Y (zh) | 1995-09-29 | 1995-09-29 | 差分水平检测器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN2241865Y true CN2241865Y (zh) | 1996-12-04 |
Family
ID=33870728
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 95223769 Expired - Fee Related CN2241865Y (zh) | 1995-09-29 | 1995-09-29 | 差分水平检测器 |
Country Status (1)
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|---|---|
| CN (1) | CN2241865Y (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104246430A (zh) * | 2012-03-27 | 2014-12-24 | 梶木干雄 | 水准仪 |
-
1995
- 1995-09-29 CN CN 95223769 patent/CN2241865Y/zh not_active Expired - Fee Related
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| C14 | Grant of patent or utility model | ||
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