CN2697588Y - 高差仪 - Google Patents

Abstract

一种由连通连接起来的贮液筒、观测管等组成的高差仪，能从观测管上直接读出被测位置的标高数值，计算出它们的高差，是建筑地面工程工前预测、施工过程控制、竣工检查离不开的工具。用于抄平地面、制作坡度、测量水平、设定高差。也可用于检测天车梁拱度、钢轨水平，教学用具。

Description

高差仪

本实用新型涉及一种检测仪器，用于检测任意两点的水平高差。

检测水平的仪器现有水平尺，但水平尺只能测定水平，检测不出高差。水平尺很短，对于不连续的尺寸较大的建筑地面的水平也无法检测；检测标高的仪器现有水准仪，水准仪仅适于大地测量，对于距离很近，有隔墙遮挡地面的水平高差检测无法胜任。迄今为止还没有一种适于测定任意两点水平高差的仪器，导致很多工程质量不合格，造成大量返工浪费。

本实用新型的目的是提供一种使用方便的、准确可靠的、理论上没有误差的、即能测定水平又能检测高差的新仪器。

本实用新型应用连通器原理，采用一根连通管，一端连通内径较大的贮液桶，另一端连通内径较小的观测管，观测管上刻度段的实际长度，等于标示值除以(1+观测管内径的平方/贮液桶内径的平方)。贮液桶安放在一个支腿能伸缩的、支管能升降的三脚架上；观测管安插在伸缩管内，伸缩管安插在有底座的支座管内，伸缩管和支座管的上端均采用一个上半部分开有四个竖向豁口的，下部与之成过盈配合联接的管箍，管箍的上半部分外套一个管夹，用于观测管、伸缩管上下升降时定位和夹紧。连通管由多段组成，一段穿过三脚架的升降管、桶托与贮液桶底的桶嘴相连，一段通过支座管下部的侧孔穿入支座管、伸缩管与观测管下端的倒锥形相连，余管采用管插头与联接贮液桶的管、联接观测管的管相连，组成连通器。

以下结合附图对实用新型做进一步说明：

图1高差仪的结构图

图2桶嘴图

图3桶托图

图4管箍图

图5管插头图

图6观测管和伸缩管定位夹紧图

图7观测管图

图8高差仪原理图

图中符号表示的意义如下：

1--贮液桶  2--桶嘴  3--桶托  4--三脚架  5--连通管  6--管插头7--观测管  8--伸缩管  9-支座管  10-底座  11-管箍  12-管夹

贮液桶1为一个内径较大的圆筒状的有盖容器，盖可以防止灰尘杂物落入，贮液桶的桶底中心有一圆孔，用于安装固定桶嘴2。桶嘴2是一个类似自行车气门座样的零件，用螺母夹紧在贮液桶底。桶嘴2插入桶托3内，桶托3是一个喇叭状的橡胶件，上面紧托贮液桶底，下部插入三脚架4的升降支管内。连通管5穿过三脚架4的升降支管、桶托3与桶嘴2相连。观测管7安插在伸缩管8内，伸缩管8安插在支座管9内，皆能自由伸缩。支座管9坐落在底座10上，底座10有实心、空心、球形的三种，球形的另有扶持架，以防倾倒。为了检测高空中的轨道、管道或房屋顶板下表面的水平，高差仪设计有作用等同底座的上测杆。伸缩管8和支座管9的上端均有一个上半部分开有四个竖向豁口的，下部与之成过盈配合联接的管箍11，管箍11外套一个在观测管、伸缩管升降后起定位和夹紧作用的管夹12。连通管5通过支座管9下部的侧孔，穿入支座管9、伸缩管8与观测管7下端的倒锥形相连，构成连通器。把连通管5的一段置于三脚架4的升降管内、把连通管的另一段置于伸缩管8、支座管9内，是把连通管隐藏了起来，不仅美观好看，干净利落，而且便于拆携带，组合使用。

三脚架4采用一个支腿能伸缩的、支管能升降的架子，伸张时能把贮液桶1支架在不同高度的空中。收拢时体积很小，便于收藏携带。观测管7在伸缩管8内，伸缩管8在支座管9内，皆能自由申缩升降，也是为了把观测管7的刻度段，支持在适合观测者不同工作姿态时的视线之内。用毕全部收入支座管内，便于收藏携带，也有利于保护观测管。管箍11下部与伸缩管8和支座管9成过盈联接，因此牢固可靠，上部开有四个竖向豁口，能在管夹12松开或拧紧时放开或夹紧观测管、伸缩管。

本实用新型是这样工作的：把贮液桶1支架到适合观察的高度，置于待测中心附近，把观测管底座10或上测杆放置在待测的位置A，再把观测管7也挺伸到适于观察的高度，然后把连通管5的各个插头6插好，这时往贮液桶内添加显示液，显示液流过连通管5，经过管插头6，进入观测管7，待液流静止后，液面便停止在观测管的某一刻度线上，记下这一数值。保持贮液桶1位置和高度始终不动，移动观测管底座10或上测杆至待测位置B，待液流静止后，如果液面仍然停止在原来的数值上，说明位置B和位置A处于同一个水平面上，即它们的高差为0；如果液面上升了，说明位置B比位置A低；如果液面下降了，说明位置B比位置A高，位置B比位置A究竟低或高多少呢？可从高差仪原理图8看出并计算出来：

                       X＝H+hb-ha

                        ＝H+h……(1)

设贮液桶内径为D，观测管内径为d，观测管在位置A时，液柱高度为ha。保持贮液桶位置和高度不变，把观测管置于位置B，这时观测管内的液柱高度为hb。因为位置B比位置A低X，所以hb大于ha，令液柱上升值hb-ha＝h。为什么观测管在位置B时液柱会上升呢？这是因为位置B比位置A低，贮液桶内的液体在大气压力作用下，流进了观测管，贮液桶内的液面也随之下降了H，因为贮液桶与观测管组成了连通器，贮液桶内流出的液体体积，等于观测管内流入的液体体积，即

                πD²H/4＝πd²h/4

                     DH＝dh

                H＝h·d²/D²……(2)

把(2)代入(1)：

                X＝h·d²/D²+h

                 ＝h(d²/D²+1)

当D较大，d较小时，d²/D²的值很小，可以忽略不计，即X≈h，但当D＝d时，则X＝2h，这时d²/D²的影响就不能忽略了。又因D不能无限大，d也不能无限小，所以测量总是有误差的。为了让观测管内液柱上升或下降的值，能正确反映位置B和位置A的高差值，可以把观测管刻度段的实际长度，取为标示值的1/(d²+/D²)。这样观测管内液柱上升或下降的值，就是位置B、A的高差值了，并且在理论上消除了误差。如果高差仪的标示值全量程为400mm，D＝100mm，d＝10mm，观测管刻度段的实际长度就等于396.04mm。如果不加换算的直接取为400mm，当量程为400mm时，则会有3.96mm的误差。

本实用新型的贮液桶内径135mm，观测管内径10mm，上口外缘加厚，下端有一小段倒锥形，在管身397.8mm的长度上，均匀刻制400个格，每格标示值为1mm。观测管的标示数值上小下大。液柱上升其值由大变小，所测位置较低；液柱下降其值由小变大，所测位置较高，这样符合人们的思维习惯。连通管选用透明塑胶软管，由多段组成，目的是不用时能把仪器拆分开，便于收长藏存放，也便于组成不同工作半径，方便使用。管插头插接容易，用后拔掉连通管，放净显示液，收起支架、观测管，盘起连通管，放回仪器盒随身带走。使用时要注意排净系统内的空气，连通管内不能有气泡存在，否则仪器将不准确。

本实用新型使用简便，不用专职放线工，不用专业测量人员，施工人员自己就能使用，且可以边测量、边施工、边监控、最终检验工程质量，省时省工质量好。本仪器准确，理论上没有误差，使用时可以随时校对其准确性。用于检测任意两点的高差，比肉眼观察可靠，比泼水试验简便，比坡度尺检验准确，且不受隔墙限制，彻底淘汰延续数百年的弹线抄水平的方法。对建筑施工企业提高质量、效率，降低人工、材料消耗，增加赢利、信誉，化解质量纠纷都有意义，是每个瓦工都应配备的仪器(工具)。

Claims (4)

1 一种由连通管连接起来的内径较大的贮液桶和内径较小的观测管等组成的高差仪，其特征在于所述的观测管上刻度段的实际长度比标示值小，等于标示值除以(1+观测管内径的平方/贮液桶内径的平方)。

2按权利要求1所述的高差仪，其特征在于所述的贮液桶底有一圆孔，孔内安装固定一个桶嘴，贮液桶和桶嘴一起采用一个喇叭形的桶托安插在支腿能伸缩的三脚架的升降管内。

3按权利要求1所述的高差仪，其特征在于所述的观测管为一根内壁涂有减附壁涂料的透明玻璃管，玻璃管安插在伸缩管内，伸缩管又安插在有底座的支座管内，伸缩管和支座管的上端均有一个上半部分开有四个竖向豁口的，下部与之成过盈配合联接的管箍，管箍上半部分外套一个用于观测管、伸缩管升降后起定位和夹紧作用的管夹.

4按权利要求1所述的高差仪，其特征在于所述的连通管至少由三段组成，一段穿过三脚架的升降管、桶托与贮液桶底的桶嘴相连，一段通过支座管下部的侧孔穿入支座管、伸缩管与观测管下端的倒锥形部相连，余管采用管插头与联接贮液桶的管、联接观测管的管相连.

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