KR100316547B1

KR100316547B1 - 수준기

Info

Publication number: KR100316547B1
Application number: KR1019950015530A
Authority: KR
Inventors: 다나카류즈루
Original assignee: 기타구치 료이치; 다이쇼와 세이키 가부시키가이샤
Priority date: 1994-06-13
Filing date: 1995-06-13
Publication date: 2002-04-24
Also published as: DE69509441T2; KR960001720A; DE69509441D1; EP0687891B1; US5740693A; EP0687891A1

Abstract

수준기 본체에 내장된 기포관을 끼고, 그 한편측에 발광소자 등으로 이루는 투광수단을 설치하고, 다른쪽에 광전변환소자로 이루어지는 수광수단을 설치하고, 투광수단으로부터의 광선이 기포관내를 통과하여 직진하는 것과, 기포관내의 기포에 의하여 차단되는 것을 광전변환소자로 이루는 수광수단 및 검출회로에 의하여 검출하고, 이로써 수준기 본체의 경사도를 경사도 지시수단으로 표시되도록한 수준기.

Description

수준기

(발명의 배경)

(발명의 분야)

본 발명은 기포관을 이용하여 피계측면의 경사도를 자동적으로 검출하고, 그 검출결과를 표시등의 점등 또는 음성에 의하여 측정자에 지시하는 광전식의 수준기에 관한 것이다.

(종래의 기술)

이 종류의 자동 수준기로서, 기포관내에 전해액을 봉입함과 동시에 전극을 설치하고, 기포의 이동을 전기출력치의 변화로서 포착하는 것, 기포관내에 도전성 액체를 봉입함과 동시에 기포에 노출하는 전기저항체를 장전하고, 기포의 이동에 동반하는 해당 전기저항체의 저항치 변화로부터 경사를 측정하는 것 (일본, 특개소 57-166511호 공보), 자성유체를 봉입한 기포관의 외주에 차동 트랜스를 구성하고, 경사에 의한 기포의 이동을 전기적 출력치의변화로서 포착하는 것 (일본 실개소 60-53007호 공보, 동 64--2107호 공보 등), 비투광성 액체를 봉입한 기포관을 끼고 발광소자와 수광소자를 대향 배치하고, 기포부분을 지나는 빛에 의하여, 스위칭 회로를 통하여 표시램프 및 경고 버저를 작동시켜, 경사정도를 알 수 있는 것 (일본 실개소 52-75456호 공보)등이 제안되어 있다.

그런데 이들 제안된 자동식 수준기는 어느 것이든 기포관내에 봉입하는 액체로서 특수한 것을 사용하기 때문에, 기포의 이동성 및 합일성이나 봉입액체의 안정성에 어려움이 있고, 계측정도의 신뢰성 및 내구성에 뒤떨어짐과 동시에, 재료 코스트도 높다는 문제가 있었다. 또 진기저항체나 전극을 사용하는 것으로서는 기포관 자체의 제작 코스트가 높은 한편 차동 트랜스를 구성하는 것으로서는 기포관의 주변 구조가 복잡화한다라는 문제가 있었다.

더욱 상기의 발광소자와 수광소자를 이용하는 것으로서는, 기포부분을 광투과시키는 결과로, 기포를 크게하여 관내벽과의 사이에 비투광성 유체가 개재하지 않는 영역을 넓게할필요가 있고, 이 때문에 계측정확도가 저하한다라는 난점도 있었다.

(발명의 개요)

본 발명은 상술의 상황에 비추어, 기포관을 이용하여 피계측면의 경사정도를 자동적으로 판정하는 수준기로서, 기포관에 특수한 액체를 봉입하거나 전기저항체나 전극을 장치할 필요가 없고, 종래 범용의 육안판정방식의 수준기에 있어서 기포관을 그대로 이용할 수 있고, 게다가 광전방식에 의하여 경사정도를 정확도 좋게 계측 및 지시할 수 있음과 동시에 작동의 신뢰성 및 내구성에 우수하고, 동시에 구조가 심플하고 염가로 제작할 수 있는 것을 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

또 본 발명은 기포관내에 봉입된 알코올이나 에테르 등의 투광성 액체의 굴절율이 기포를 구성하는 공기 등의 기체의 굴절율과 크게 다른데 대하여, 기포관을 형성하는 글라스나 투명 플라스틱 등의 굴절율과 근사하여 있기 때문에, 투광수단에서 조사되어 기포관내를 횡단하는 광선은, 기포위치에서는 기액(氣液)계면에서 반사 내지 굴절하여 기포의 배후의 광전변환소자에는 입사하지 않고, 기포에서 벗어난 영역에서는 직진 횡단하여 광전변환소자에 입사하여, 이 입사광을 받은 광전변환소자만이 전기신호를 출력하는 것으로 된다. 그런데 수준기 본체를 얹어놓은 피계측면의 경사에 따라 기포관내의 기포의 위치가 변화하므로, 전기신호를 출력하는 수광상태의 광전변환소자의 조합도 해당 피계측면의 경사정도에 대응하여 변하는 것으로 된다.

따라서 검출회로에 의하여 수광상태의 광전변환소자의 조합으로부터 경사도를 판별시켜, 해당 경사도를 표시 또는 알리기 위하여 경사도 지시수단을 작동시킬 수 있어 이 경사도 지시수단이 표시 또는 알리는 내용으로 피측정면의 경사도를 알 수 있는 수준기를 제안하는 것을 목적으로 한다.

따라서 또 본 발명은 기포관을 이용하여 피계측면의 경사정도를 자동적으로 판정하는 수준기이면서 종래와 같이 기포관에 특수한 액체를 봉입하거나 전기저항체나 전극을 장치할 필요가 없고, 종래 범용의 육안판정방식의 수준기에 있어서 기포관을 그대로 이용할 수 있고, 게다가 기포관을 횡단한 광선을 직접 받는 위치에 배열시킨 광전변환소자에 의하여 경사도를 정확도 좋게 계측할 수 있으므로, 작동의 신뢰성 및 내구성에 우수하고, 동시에 구조적으로 심플하며 염가로 제작할 수 있는 자동 수준기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

(바람직한 실시예의 상세한 설명)

이하에 본 발명의 알맞는 실시예를 첨부도면에 의거하여 설명하면, 제 1도∼제 4도에 있어서는, 1은 수준기 본체, 2는 알코올이나 에테르 등의 투광성 액체(3)와 기포(4)가 봉입된 기포관, 5는 투광수단, 6은 수광수단, 7은 검출회로, 8은 수준기 본체(1)의 경사도를 표시하는 내장 경사도 지시수단, 9는 외부 경사도 지시수단이다.

수준기 본체(1)는 기대(10)와 그 상측을 덮는 각통상 케이스(11)로 구성되고, 이 각통상 케이스(11)내에 기포관(2), 투광수단(5), 수광수단(6), 검출회로(7), 및 내장경사도 지시수단(8)이 내장되어 있다.

기포관(2)은 수준기 본체(1)에 대한 기포관(2)의 수평도를 조정하는 기포관 수평도 조정수단(12)(제 3도)을 통하여 기대(10)상에 설치되어 있다.

이 기포관 수평도 조정수단(12)은 기포관 지지대(13)와 조정나사(14)를 갖는다.

기포된 지지대(13)는 통상으로 오목한 상면에 기포관(2)이 수평으로 끼워맞춤고정된 것으로, 그 기포관 길이방향의 일단에는, 얇은 힌지부(15)를 통하여 수준기 본체의 부착단부(16)가 설치됨과 동시에, 타단에는, 수준기 본체(1)에 있어서 기대(10)의 상면에서 약간 떠오르고 동시에 수직관통구멍(17)을 구비한 유단(遊端)부(18)가 설치되어 있다.

조정나사(14)는 상반대경축부(14a)와 하반소경나사축부(14b)가 상단회전조작부(14c)를 가지므로, 하반소경나사축부(14b)가 상기 수준기 지지대 유단부(18)의 수직관통구멍(17)을 관통하여 수준기 본체(1)의 기대(10)에 설치된 나사구멍(19)에 나사맞춤하고, 상반대경축부(14a)의 하단이 상기 수준기 지지대 유단부(18)의 상면에 맞닿고, 상단회전조작부(14c)가 수준기 본체(1)의 각통상 케이스(11)에 설치된 조작용 개구(20)에 이동가능하게 끼워져 있다.

투광수단(5)은, 제 2도 및 제 3도에 도시하는 바와 같이, 기포관(2)을 일측방에서 타측방으로 횡단하는 광선을 발생하는 것으로, 하나의 발광체(21)와 광선반사기(22)로 구성되어있다.

발광체(21)는 기포관(2)의 경사하방에 상향으로 위치하도록, 검출회로(7)를 구성하는 프린트 배선기판(7a)상에 부착된 발광 다이오드 등으로 이루고, 광선반사기(22)는 발광체(21)로부터 상향으로 조사되는 광선을 기포관(2)쪽으로 대략 직각으로 전향시키는 것으로, 이 도시예에서는 기포관 지지대(13)의 측부에 돌출설치된 2개의 돌기부(13a,13b)사이에 가설된 평판상 미러로 이루어지는, 프리즘 등도 사용할 수 있다.

수광수단(6)은 제 2도 및 제 4도에 도시하는 바와 같이, 기포관(2)을 횡단한 광선을 직접 받는 위치에서 기포관(2)의 길이방향에 따라서 배열된 복수의 광전변환소자(포토 ·트랜지스터나 포토 ·다이오드 등)(23a ∼ 23h)로 이루어지고, 각 광전변환소자(23a∼23h)는, 기포관 지지대(13)의 측부에 나사멈춤된 프린트 배선기판(24)에 부착되어 있고, 기포관 지지대(13)의 상승벽부(13c)의 배면측에 형성된 오목부(13d)에 각 광전변환소자(23a∼23h)가 끼우고 동시에 해당 상승벽부(13c)에 각 광전변환소자(23a∼23h)에 대응하여 설치된 소공(13e)에 각 광전변환소자(23a∼23h)의 수광부가 각각 별도로 끼워맞춤하고 있다.

검출회로(7)는 제 2도, 제 3도 또는 제 6도에 도시하는 바와 같이, 광전변환소자(23a∼23h)내, 기포관(2)내의 기포에 인접하지 않는 위치에 있고 기포관(2)을 횡단한 광선을 받은 광전변환소자 (제 4도에서는 좌반분의 4개의 광전변환소자(23a∼23d))의 출력에 의거하여, 그때의 수준기 본체(1)의 경사도를 지시하기 위하여내외의 경사도 지시수단(8, 9)을 작동시키는 것으로서, 프린트 배선기판(7a)상에서 구성되고, 배터리(25)로 구동된다. 프린트 배선기판(7a)은 기포관 지지대(13)의 하측에 부착되고, 이 프린트 배선기판(7a)의 측부에, 광전변환소자(23a∼23h)가 부착된 프린트 배선기판(24)의 하단부가 대략 직각으로 맞닿고, 양자간에 전기적으로 접속되어 있다.

내외의 경사도 지시수단(8, 9)은 동일 구성의 것으로서 제 2도 및 제 3도에 도시하는 바와 같이, 각각 프린트 배선기판(26)상에서 적당한 간격을 두고 직선상에 배열되고 동시에 상기 프린트 배선기판(26)을 지지하는 부착판(27)상에 발광부가 노출하는 복수의 표시등(발광 다이오드 등)(28a∼28i)을 구비하고, 내장 경사도 지시수단(8)에서는, 수준기 본체(1)에 있어서 각통상 케이스(11)의 천정부에 형성된 개구부(29)내에 각 표시등(28a∼28i)의 발광부가 병렬하도록, 해당 개구부(29)의 내측에 부착판(27)이 부착되고, 외부 경사도 지시수단(9)에서는, 긴 직사각형상 케이스(30)의 천정부에 형성된 개구부(31)내에 각 표시등(28a∼28i)의 발광부가 병렬하도록, 해당 개구부(31)의 내측에 부착판(27)이 부착되어 있다.

내장 경사도 지시수단(8)의 각 표시등(28a∼28i)은, 배선에 의하여 직접 검출회로(7)에 접속되지만, 외부 경사도 지시수단(9)은 각 표시등(28a∼28i)에 접속된 배선을 내장하는 적당 길이의 코드(32)와, 이 코드(32)의 단부에 설치된 커넥터(33)와, 수준기 본체(1)에 있어서 각통상 케이스(11)의 일단에 부착된 커넥터(34)를 통하여 검출회로(7)에 접속되는 것으로, 내장 경사도 지시수단(8)만을 사용할 때는, 커넥터(33, 34)를 이탈시키므로서 코드(32)와 함께 수준기 본체(1)로부터 뗄 수가 있다.

배터리(25)는 제 2도에 도시하는 바와같이, 검출회로(7)의 전원인 동시에 발광체(21)나 내외 각 경사도 지시수단(8, 9)에 있어서 각 표시등(28a∼28i)의 점등 전원이기도 하여, 수준기 본체(1)에 있어서 각통상 케이스(11)의 타단 내부에 설치된 배터리 케이스부(35)로 교체가능하게 내장되어 있다.

35a 는 배터리 케이스부(35)의 개구부에 붙이고떼기 자유로이 나사식 끼움의 덮개이고, 36은 전원스위치이고, 배터리(25)를 갖는 전원회로를 개폐한다.

기포관(2)은 종래의 일반적인 수준기에 있어서 기포관과 꼭같이, 제 5도에 도시하는 바와 같이 중앙부가 올라가도록 원호형으로 만곡하여 있고, 이의 기포관(2)을 상기와 같이 지지한 수준기 본체(1)가 수평면상에 얹어놓여질 때, 기포(4)는 기포관(2)의 긴쪽방향의 중앙위치에서 인정하는 것으로 된다.

이때, 제 4도∼제 6도에 도시하는 바와 같이 수광수단(6)에 있어서 광전변환소자(23a∼23h)중, 중앙 2개의 광전변환소자(23d, 23e)의 중간위치의 가로에 기포(4)의 좌단(4a)이 위치하고, 우측 4개의 광전변환소자(23e∼23h)가 기포(4)의 좌단측 영역에 의하여 커버되도록 구성되어 있다. 그리고 제 6도에 가상선으로 도시하는 바와 같이, 수준기 본체(1)가 좌로 올라감에 따라 측정한도까지 경사하였을 때는, 좌측으로 이동한 기포(4)에 의하여 모든 광전변환소자(23a∼23h)가 커버되고, 수준기 본체(1)가 우로 올라감에 따라 측정한도까지 경사하였을 때는, 기포(4)가 광전변환소자(23a∼23h)의 배열영역에서 우측으로 빠지는 위치까지 이동하도록 구성되어 있다.

한편. 전원스위치(36)를 닫고 투광수단(5)에 있어서 발광체(21)를 발광시키면 상향으로 조사되는 광선은 광선반사기(22)에 의하여 거의 직각으로 기포관(2)쪽으로 전향되어, 해당 기포관(2)은 그 길이방향에 대하여 거의 직교하는 방향으로 직진 횡단하는 것으로 되지만, 그 광선의 직진횡단영역이 상기 광전변환소자(23a∼23h)의 배열영역을 완전히 커버하도록 구성되어 있다.

따라서, 상기와 같이 수준기 본체(1)가 수평면상에 얹어놓여 있을 때는, 제 4도 및 제 6도에 도시하는 바와 같이 좌측 4개의 광전변환소자(23a∼23d)에 대하여는 기포관(2)내를 직진횡단한 광선이 입사하고. 우측 4개의 광전변환소자(23)에 대하여는 기포(4)로 광선이 차단되기 때문에, 즉 기포(4)과 봉입액체(3)의 사이의 기액계면에서 광선이 반사하고 또는 굴절하여 직진할 수 없기 때문에, 광선이 입사하지 않는다.

그리고 수준기 본체(1)가 좌상으로 경사함에 동반하여 기포(4)가 좌측으로 이동하고, 광선이 입사하고 있던 광전변환소자(23a∼23d)중, 우측의 광전변환소자(22d)로부터 순차 기포(4)로 커버되어 광선이 입사하지 않게 되어, 수준기 본체(1)가 좌상으로 측정한도까지 경사하였을 때는, 모든 광전변환소자(23a∼23h)가 기포(4)에 의하여 커버되어 광선이 입사하지 않게 된다.

또 수준기 본체(1)가 우상으로 경사함에 따라 기포(4)가 우측으로 이동하고, 기포(4)가 커버되어 광선의 입사를 차단되어 있던 광전변환소자(23e∼23h)중, 좌측의 광전변환소자(23e)로부터 차례로 기포(4)로부터 빠져서 광선이 입사하고, 수준기 본체(1)가 우상으로 측정한도까지 경사하였을 때는, 모든광전변환소자(23a∼23h)에 광선이 입사한다.

다음 표 1은, 상기의 수준기 본체(1)의 경사에 동반하는 광전변환소자(23a∼23h)이 수광패턴의 변화를 표시하고 있다.

구체예로 설명하면, 수평상태로 좌측 4개의 광전변환소자(23a∼23d)가 수광상태로 되는 수광패턴을 H로 하고, 좌상에 구배 0.1/100 만큼 경사하여 좌측 3개의 광전변환소자(23a∼23c)가 수광상태로 되는 수광패턴을 L1으로 하고 좌상으로 구배 0.3/100 만큼 경사하여 좌측 2개의 광전변환소자(23a, 23b)가 수광상태로 되는 수광패턴을 L2로 하고, 좌상으로 구배 0.6/100 만큼 경사하여 좌단의 광전변환소자(23a)만이 수광상태로 되는 수광패턴을 L3로 하고, 좌상에 측정한도 (구배 1.0/100)까지 경사하여 모든 광전변환소자(23a∼23h)가 수광하지 않는 상태로 되는 수광패턴을 L4로 하고 있다.

우상의 경사에 대하여도, 꼭같이 수광패턴(R1 ∼ R4)이 설정되어 있다.

(표 1)

검출회로(7)는 각 광전변환소자(23a∼23h)의 수광출력에 의거하여 상기의 수광패턴을 판별하고 수평시의 턴(H)일 때는 경사도 지시수단(8, 9)의 표시등(28a∼28i)중, 중앙의 표시등(28e)을 점등하고, 좌상의 수광패턴(L1 ∼ L4)의 각각에 좌측 4개의 표시등(28d∼28a)을 개별로 대응시켜 택일적으로 점등시켜, 우상의 수광패턴(R1 ∼ R4)의 각각에 우측 4개의 표시등(28f∼28i)을 개별로 대응시켜 택일적으로 점등시키도록 구성하고 있다.

이때, 표 1에 표시하는 바와 같이 수평시에 점등되는 표시등(28e)을 녹색으로 하고, 구배가 커짐에 따라 점등하는 표시등의 색이 황색, 오렌지색, 적색과 같이 변화하도록 구성할수가 있다. 표 1에서는 구배가 최대일 때의 수광패턴(L4, R4)일 때에 점등하는 표시등(28a,28i)과 1단계 구배가 완만할 때의 수광패턴(L3, R3)일 때에 점등하는 표시등(28b, 28h)을 어느 것이든 적색으로 하고 있지만 가능하면 발색을 변경하여도 좋고, 수광패턴(L3, R3)일때는 표시등( 28b 또는 28h )만을 점등시켜 구배가 최대일 때의 수광패턴(L4, R4)일 때에는 표시등(28a, 28b또는 28h, 28i)의 2개를 점등시키도록 하여도 좋다.

수광수단(6)의 구성은 상기 실시예의 것에 한정되지 않는다. 예를들면 제 7도에 도시하는 바와 같이 수광수단(6)에 있어서 각 광전변환소자(23a∼23h)를 수광부(13e)로부터 떨어져 적당한 위치로 배설하고, 각 수광부(13e)로부터 대응하는 각 광전변환소자(23a∼23h)에 광선을 유도하는 광 파이버(50a∼50h)를 병설할 수가 있다.

투광수단(5)의 구성은 상기 실시예의 것에 한정되지 않는다.

예를들면 제 9도에 도시하는 바와 같이, 수광수단(6)에 있어서 광전변환소자(23a∼23h)와동수의 발광체 (발광 다이오드 등)(21a∼21h)를, 기포관(2)을 사이에 끼도록 각 광전변환소자(23a∼23h)에 대향시켜 배열할 수도 있다. 37은 각 발광체(21a∼21h)를 지지하는 부착판이고, 각 발광체(21a∼21h)로부터 조사되는 광선을 대향하는 광전변환소자(23a∼23h)로 향하는 빔으로 하기 위한 소공(38)을 구비하고 있다.

[표 1]

또 제 8도에 도시하는 바와 같이, 하나의 발광체(21)로부터 조사되는 광선을 각 광전변환소자(23a∼23h)에 대향하는 위치에 분배하는 광 파이버(39a∼39h)를 병용할 수도 있다. 40은 각 광 파이버(39a∼39h)의 투광단을 각 광전변환소자(23a∼23h)에 대향하는 위치에 위치결정하는 지지판이다.

더욱, 본 실시예의 수준기에서는 후에 설명하는 실시예와 달리, 기포관(2)내의 기포의 위치를 외부로부터 직접 관찰할 수 있도록 구성하여 있지 않으므로, 투광수단(5)으로부터의 광선이 기포관(2)을 횡단할 때의 방향을, 상기 실시예와 같이 수평방향으로 한정될 이유는 없다. 예를들면, 투광수단(5)으로부터의 광선이 기포관(2)을 위에서 아래로, 또는 아래에서 위로 횡단하도록 구성하여도 좋다.

제10도∼제13도는 더욱 본 발명의 다른 실시예를 도시하는 것으로, 상기 실시예와 동일구성부분에 대하여는 동일 부호를 붙이고 그 설명을 생략하고, 상기 실시예와 상이하는 점만을 설명하면, 본 실시예는 수준기 본체(1)의 각 통상 케이스(11)의 천정부에 기포관(2)내의 기포의 위치로부터 수준기 본체(1)의 경사도를 육안관찰하기 위한 눈금달린 관찰창(40)을 설치하여 이루어진 것이다.

이 눈금달린 관찰창(40)은 기포관(2)의 상면에 직접 그려진 눈금(41)과, 수준기 본체(1)에 있어서 각통상 케이스(11)의 천정부에 기포관(2)의 길이방향에 따라서 형성된 직사각형 관통구멍(42)과, 이 관통구멍(42)을 막도록 각통상 케이스(11)의 친정부 내측에 부설된 투명한 보호판 (글라스 등)(43)으로 구성되어 있고, 눈금(41)은 종래의 육안측정식의 일반적인 기포한 이용의 수준기에서 기포관 표면에 그려진 눈금과 동일한 것으로 할 수 있지만 제13도에 도시하는 바와 같이, 눈금(41)은 수준기 본체(1)가 수평상태에 있을 때에 기포(4)의 일단(4a)의 바로위에 위치하는 수평표시용 기준선(41e)과, 그 좌우 양측에 미리 설정된 각 구배에 대응하는 구배표시선(41a∼41d 및 41f∼41i)으로 이루어지고, 이들 각 구배표시선(41a∼41d 및 41f∼41i)은 경사도 지시수단(8, 9)에 있어서 표시등(28a∼28d 및 28f∼28i)이 점등할 때의 구배에 대응시켜 둘 수가 있다. 물론, 각 구배표시선에 구배치를 병기하여 둘 수도 있다.

더욱 투명보호판(43)을 충분히 기포관(2)에 접근배치할 수 있으면, 눈금(41)을 이 투명보호판(43)에 표시할 수도 있다.

본 실시예에 의하여도, 검출회로(7)와 경사도 지시수단(8, 9)은 그 수광수단(6)에 있어서 수광부(13e)(각 광전변환소자(23a∼23h))의 구성에서, 경사도를 단계적으로 검출표시하는 것으로 되지만 이 경사도 지시수단(8, 9)이 표시하는 경사도에 대하여 실제의 경사도(구배)가 우상측으로 벗어나 있는 것인가 좌상측으로 벗어나 있는 것인가를 알고 싶을 때, 혹은 그 어긋남 양이 어느정도인가를 알고 싶을 경우에는, 눈금달린 관찰창(40)에서 기포일단(4a)의 일치를 눈금(41)에서 독해하면 좋다.

또 눈금달린 관찰창(40)의 존재에 의하여, 외계의 빛이 수준기 본체(1)의 내부에 들어가고, 이것이 수광수단(6)의 수광부(13e)(각 광전변환소자(23a∼23h))에 입사하여 검출회로(7)가 오동작할 염려가 고려된다.

이와 같은 문제를 해소하기 위하여, 수광부(13a)를 형성하는 소공의 길이를 길게하여, 기포관(2)을 대략 수평방향으로 직진횡단한 광선만이 광전변환소자(23a∼23h)에 입사하도록 구성하는 것도 생각되지만, 투광수단(5)에 있어서 발광체(21)에 예를들면 적외선을 조사하는 타입의 것을 사용하여, 광전변환소자(23a∼23h)로서 적외선에만 반응하는 타입의 것을 사용하여, 눈금달린 관찰창(40)에서 입사하는 가시광선에 의하여 광전변환소자(23a∼23h)가 반응하지 않도록 구성하는 것이 바람직하다.

더욱, 지금까지의 실시예의 설명에서는, 외부 경사도 지시수단(9)을 병용하는 실시예를 표시하였지만, 수준기 본체(1)에 내장된 내장 경사도 지시수단(8)만을 사용하도록 구성하여도 좋다. 또 역으로 제12도에 도시하는 바와 같이, 수준기 본체(1)에는 경사도 지시수단(8)을 설치하지 않고, 코드(32)로 접속된 외부 케이스(30)에 내장시킨 외부 경사도 지시수단(9)만을 사용하도록 구성할 수도 있다. 또 외부 케이스(30)를 병용할 때에는, 경사도 지시수단이 이 외부 케이스(30)에만 내장되어 있는 경우와, 수준기 본체(1)와 외부 케이스(30)의 양방에 내장되어 있는 경우에 관계없이, 해당 외부 케이스(30)에 배터리(25)나 전원스위치(36)를 내장할 수가 있다.

더욱, 커넥터(33, 34)에 의하여 코드(32)를 수준기 본체(1)에 접속시켰을 때 (배터리(25)를 포함하는 전원회로와 경사도 자동검출수단(5∼7)을 코드(32)로 접속시켰을 때), 배터리(25)를 포함하는 전원회로가 폐쇄되도록 하여, 커넥터(33, 34)가 전원스위치(36)를 겸하도록 구성하고, 이로써 전원스위치(36)를 생략할 수도 있다.

이상과 같이 구성된 수준기에 의하면, 수준기 본체(1)를 피측정면상에 얹어놓고 전원스위치(36)를 닫고, 투광수단(5)의 발광체(21)를 발광시킴으로써, 해당 피측정면의 경사정도를 내장 경사도 지시수단(8)또는 외부 경사도 지시수단(9)에 있어서 표시등(28a∼28i)의 점등상태로부터 알 수 있다. 이때, 측정자가 내장 경사도 지시수단(8)의 표시등(28a∼28i)의 점등상태를 용이하게 식별할 수 있는 상황이면, 외부 경사도 지시수단(9)를 수준기 본체(1)로부터 떼어낼 수가 있다.

또 외부 경사도 지시수단(9)을 수준기 본체(1)에 접속하여 사용할 때에는, 해당 외부경사도 지시수단(9)을 수준기 본체(1)의 얹어놓은 위치로부터 떨어진, 그 표시등(28a∼28i)의 점등상태를 식별하기 쉬운 위치로 이동시킴과 동시에 해당 표시등(28a∼28i)의 점등상태를 식별하기 쉬운 방향으로 변경할 수가 있다.

더욱 수준기 본체(1)에 대하여 기포관(2)의 상하방향 부착 각도에 오차가 있으면, 기준수평면상에 수준기 본체(1)를 얹어놓았을 때에 경사도 지시수단(8, 9)이 수평상태인 것을 표시하지 않는 것으로 된다. 이와 같은 경우, 기포관 수평도 조정수단(12)에 의하여 기포관(2)의 상하방향 부착 각도를 수정할 수가 있다.

즉 제 3도에 도시하는 조정나사(14)를 나사결합함으로서, 그의 상반대경축부(14a)의 하단이 기포관 지지대(13)의 유단부(18)를 얇은 힌지부(15)를 탄성변형시켜 내려누르는 것으로 되어, 기포관 지지대(13)가 얇은 힌지부(15)를 지점으로 유단부(18)가 내리도록 경사이동하고, 기포관(2)의 상하방향 부착 각도가 우단측이 내리도록 조정된다.

또 역으로, 조정나사(14)를 나사되돌림함으로써, 그 상반대경축부(14a)의 하단의 상승에 동반하여 기포관 지지대(13)가 얇은 힌지부(15)의 탄성복원력으로 해당 얇은 힌지부(15)를 지점으로 유단부(18)가 올라가도록 경사이동하고, 기포관(2)의 상하방향 부착각도가 좌단측이 내러가도록 조정된다.

상기 실시예에서는, 경사도 지시수단(8, 9)으로서, 표시등(28a∼28i)의 점등상태에서 경사정도를 표시하는 것을 나타냈지만, 음성으로 경사정도를 측정자에 알리는 것으로도 좋고, 표시와 알림의 양자를 조합시킨 경사도 지시수단일지라도 좋다.

또 피측정면상에 수준기 본체(1)를 얹어놓은 타입의 수준기를 표시하였지만, 대략 수직한 피측정면에 수준기 본체의 측정용 측면을 대어, 해당 피측면의 수직도를 측정하는 타입의 수준기로서도 실시할 수가 있다. 더욱 수평면상의 직교하는 2 방향의 경사정도를 동시에 측정할 수 있도록, 계측기구나 경사도 지시수단을 각 측정방향 마다로 나누어서 병설할 수도 있다. 또 경사도 지시수단으로서, 내장 경사도 지시수단(8)을 생략하고, 외부 경사도 지시수단(9)만으로 할 수도 있다.

본 발명에 의하면, 발명의 개요항에 기재한 장점을 발휘하지만, 이 이외에본 발명에의하면, 기포관 옆의 수광부(13e)로부터 광전변환소자(23a∼23h)에 광선을 유도하는 수단이불요로 되고, 전체의 구조가 심플로 되어 소형화와 코스트다운을 도모할 수가 있다.

또 본 발명에 의하면, 기포관 옆의 수광부(13e)의 간격을 광전변환소자(23a∼23h)의 폭등에 제약을 받지 알고 충분히 좁혀서 수를 늘리는 것이 용이하게 된다. 따라서, 측정할수 있는 경사도의 피치를 세밀하게 하여 정확도를 높이는 것이 용이하게 된다.

또 본 발명에 의하면, 하나의 발광체(21)와 광선 반사기(22)로 투광수단(5)을 구성할수 있으므로, 부품점수가 적고, 수준기 전체를 심플하고 동시에 염가로 구성할 수 있음과 동시에, 발광체(21)를 기포관(2)에서 적당히 떼어서 배치할 수 있으므로 수준기 전체의 부품 레이아웃이 용이하게 된다.

또 본 발명에 의하면, 수광수단(6)의 각 광전변환소자(23a∼23h)마다 독립한 기포 검출용 광선로를 형성할 수 있으므로, 계측 정확도를 높일 수 있다.

또 본 발명에 의하면, 하나의 발광체(21)를 사용하면서, 이 발광체(21)로부터의 광선을 분배하는 광 파이버(39a∼39h)에 의하여, 수광수단(6)의 각 광전변환소자(23a∼23h)마다 독립한 기포 검출용 광선로를 형성할 수 있어, 게다가 그 각 기포검출용 광선로의 간격을 충분히 좁힐 수 있으므로, 계측 정확도를 보다 한층 더 높일 수가 있다.

또 본 발명에 의하면, 경사도 지시수단(8, 9)이 갖는 복수의 표시등(28a∼28i)중, 다만 점등하고 있는 표시등을 판별하는 것만으로, 피측정면의경사도를 용이이고 동시에 확실히 알 수가 있다.

또 본 발명에 의하면, 수준기 본체(1)에 경사도 지시수단(8)이 설치되어 있으므로 당연히 수준기 본체(1)그 자체로부터 피측정부의 경사도를 용이하게 알 수가 있다.

또 청구항 9 기재의 구성에 의하면, 수준기 본체(1)의 얹어놓기 위치나 높이와는 관계없이, 경사도 지시수단(9)의 표시내용 또는 알림내용을 측정자가 판별하기 쉬운 상태로 당해 경사도 지시수단(9)의 위치나 높이, 방향을 변경할 수 있으므로, 측정작업성이 향상된다. 특히 수준기 본체(1)를 얹어놓은 피측정면에서 떨어진 개소에 해당 피측정면의 수평도를 조정하는 수단이 있고, 측정자가 그 측정결과에 의거하여 수평도 조정수단을 조작하지 않으면 안되는 것과 같은 상황에서는, 경사도 지시수단(9)을 수평도 조정수단 가까이에 배치하고, 측정결과를 보면서 수평도 조정수단을 조작할 수 있으므로, 측정자에 걸리는 부담은 적어지고, 작업성이 대폭으로 향상한다.

또 본 발명에 의하면, 수준기 본체(1)에 대한 기포관(2)의 수평도를 기포관 수평조정수단(12)에 의하여 조정할 수 있으므로, 수준기의 조립제작시에는 기포관(2)의 지지자세를 엄밀히 설정할 필요가 없고, 조립제작이 매우 용이하게 됨에도 불구하고, 조립제작시에 있어서 기포관의 부착자세의 차질에 의한 불량품의 발생을 완전히 배제할 수 있어, 이로써 제품의 수익율이 좋고 신뢰성이 높은 것이 제공된다.

특히 상기 기포관 수평도 조정수단(12)을 청구항 11의 기재와 같이 구성하면, 기포관지지대(13)을 상하방향으로 강제적으로 경사이동시키는 기구나 1 방향으로 가압하는 스프링이 불요하므로, 부품점수가 적고 구조가 심플로 되고, 염가로 실시할 수가 있다.

또 본 발명에 의하면, 기포관(2)내의 기포(4)의 위치로부터 수준기 본체(1)의 경사도를 육안관찰하기 위한 눈금달린 관찰창(40)까지도 구비하여 있으므로, 해당 눈금달린 관찰창(40)으로부터 기포(4)의 위치를 실제로 관찰하고, 피측정면의 경사상태를 아날로그 방식으로 측정할 수도 있다.

따라서 상기 경사도 자동검출수단(5∼7)이 자동검출하여 경사도 지시수단(8, 9)에 의하여 표시하고 알려지는 경사도와 실제의 피측정면의 경사도의 비교가 가능하게 되고, 상기경사도 지시수단(8, 9)이 수평상태에 있는 것을 표시 그리고 알림하고 있는 상태일지라도, 상기 경사도 지시수단(8, 9)이 수평상태에 있는 것을 표시 그리고 알림하고 있는 상태에 있더라도, 실제로는 피측정면이 우상측으로 경사하고 있는 것인가 좌상측으로 경사하고 있는 것인가를 알 수도 있고 그 경사량이 어느 정도인가를 알 수도 있다. 또 종래의 육안측정식의 일반적인 수준기의 사용에 익숙한 측정자의 경우에는, 상황에 따라 눈금달린 관찰할(40)에서 기포위치를 관찰하는 종래의 측정방법을 실행할 수 있어 범용성에 우수하다.

또 본 발명에 의하면, 경사도 자동검출수단(5∼7)및 경사도 지시수단(9)에 대한 전원용 배터리(25)가 외부케이스(30)에 설치되므로, 수준기 본체(1)의 소형 경량화를 도모하여 해당 수준기 본체(1)의 취급을 용이하게 할 수 있다.

또 본 발명에 의하면, 단순히 비사용시에 외부 케이스(30)와 수준기 본체(1)를 분리시켜 각각의 취급을 용이하게 할 수 있을 뿐아니라, 사용에 있어서는, 양자를 커넥터(33, 34)로 접속하는 것 만으로 전원회로가 폐쇄되므로, 전원스위치를 생략함과 동시에 조작성도 향상한다.

또 본 발명에 의하면, 눈금달린 관찰창(40)에서 들어온 외부의 가시광선이 광전변환소자(23a∼23h)에 입사함으로 인한 오동작을 방지할 수가 있어, 측정정확도를 높일 수가 있다.

제 1도는 본 발명의 1 실시예에 관한 수준기 전체의 사시도,

제 2도는 동 수준기의 종단 측면도,

제 3도는 동 수준기와 외부 경사도 지시수단을 도시하는 종단 정면도,

제 4도는 동 수준기내의 요부의 횡단 평면도,

제 5도는 기포관을 도시하는 종단 정면도,

제 6도는 기포관의 개략과 계측계의 구성을 도시하는 블록선도,

제 7도는 수광수단의 별도의 실시예를 도시하는 요부의 개략 횡단 평면도,

제 8도는 투광수단의 별도의 실시예를 도시하는 요부의 개략 횡단 평면도,

제 9도는 투광수단의 더욱더 별도의 실시예를 도시하는 요부의 개략 횡단 평면도,

제10도는 본 발명의 다른 실시예에 관한 수준기 전체의 사시도,

제11도는 동 실시예의 종단 측면도,

제12도는 본 발명의 더욱 다른 실시예에 관한 수준기 전체의 종단 정면도,

제13도는 동 실시예의 기포관의 평면도.

Claims

수준기 본체(1)에 지지되고 동시에 투광성 액체(3)와 기포(4)가 봉입된 기포판(2)과, 투광수단(5)과, 수광수단(6)과, 검출회로(7)와, 수준기 본체(1)의 경사도를 표시 또는 알림하는 경사도 지시수단(8, 9)을 구비하고,

투광수단(5)은, 기포된(2)을 그 길이방향에 대하여 대략 직교하는 방향으로 직진횡단하는 광선을 발생하고,

수광수단(6)은 기포관(2)을 직진 횡단한 광선을 기포관(2)을 통하여 받는 복수의 광전변관소자(23a∼23h)를 구비하고,

검출회로(7)는 광전변환소자(23a∼23h)중 기포(4)에 의하여 기포관(2)내의 직진횡단을 차단되지 않았던 광선을 받은 광전변환소자의 출력에 의거하여, 그때의 수준기 본체(1)의 경사도를 지시하도록 경사도 지시수단(8, 9)을 작동시키고, 상기 투광수단(5)이 하나의 발광체(21)와, 이 발광체(21)로부터의 광선을 기포관(2)을 횡단하는 방향으로 전향시키는 광선 반사기(22)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수준기.
제 1항에 있어서, 상기 복수의 광전변환소자(23a∼23h)는 기포관(2)을 직진 횡단한 광선을 직접으로 받는 위치에서 기포관(2)의 길이방향에 따라 배열되어 이루는 것을 특징으로 하는 수준기.
제 1항에 있어서, 상기 복수의 광전변환소자(23a∼23h)는 기포관(2)에서 떨어진 위치에 배설되고, 기포관(2)과 상기 광전변환소자(23a∼23h)의 사이에 기포관(2)으로 부터의 빛을 상기 복수의 광전변환소자(23a∼23h)에 각각 별도로 유도하는 복수의 광 파이버(50a∼50h)가 개재되어 있는 것을 특칭으로 하는 수준기.
수준기 본체(1)에 지지되고 동시에 투광성 액체(3)와 기포(4)가 봉입된 기포관(2)과, 투광수단(5)과, 수광수단(6)과, 검출회로(7)와, 수준기 본체(1)의 경사도를 표시 또는 알림하는 경사도 지시수단(8, 9)을 구비하고,

투광수단(5)은, 기포관(2)을 그 길이방향에 대하여 대략 직교하는 방향으로 직진횡단하는 광선을 발생하고,

수광수단(6)은 기포관(2)을 직진 횡단한 광선을 기포관(2)을 통하여 받는 복수의 광전변환소자(23a∼23h)를 구비하고,

검출회로(7)는 광전변환소자(23a∼23h)중, 기포(4)에 의하여 기포관(2)내의 직진횡단을 차단되지 않았던 광선을 받은 광전변환소자의 출력에 의거하여, 그때의 수준기 본체(1)의 경사도를 지시하도록 경사도 지시수단(8, 9)을 작동시키고, 상기 투광수단(5)이 수광수단(6)의 각 광전변환소자(23a∼23h)에 대향하도록 배열된 복수의 발광체(21a∼21h)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 수준기.
수준기 본체(1)에 지지되고 동시에 투광성 액체(3)와 기포(4)가 봉입된 기포관(2)과, 투광수단(5)과, 수광수단(6)과, 검출회로(7)와, 수준기 본체(1)의 경사도를 표시 또는 알림하는 경사도 지시수단(8, 9)을 구비하고,

투광수단(5)은, 기포관(2)을 그 길이방향에 대하여 대략 직교하는 방향으로 직진횡단하는 광선을 발생하고,

수광수단(6)은 기포관(2)을 직진 횡단한 광선을 기포관(2)을 통하여 받는 복수의 광전변환소자(23a∼23h)를 구비하고,

검출회로(7)는 광전변환소자(23a∼23h)중, 기포(4)에 의하여 기포관(2)내의 직진횡단을 차단되지 않았던 광선을 받은 광전변환소자의 출력에 의거하여, 그때의 수준기 본체(1)의 경사도를 지시하도록 경사도 지시수단(8, 9)을 작동시키고, 상기 투광수단(5)이 하나의 발광체(21)와, 이 발광체(21)로부터의 광선을 분배하는 복수개의 광 파이버(39a∼39h)로 이루어지고, 각 광 파이버(39a∼39h)의 투광단이 수광수단(6)의 각 광전변환소자(23a∼23h)에 대향하도록 배열된 것을 특징으로 하는 수준기.
제 1 항 내지 제 3 항, 제 5 항 및 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 경사도 지시수단(8, 9)이 미리설정된 복수의 경사도의 각각에 대응하는 복수의 표시등(28a∼28i)으로 이루어지고, 검출회로(7)가 수준기 본체(1)의 경사도에 대응하는 표시등을 택일적으로 점등시키는 것을 특징으로 하는 수준기.
제 1 항 내지 제 3 항, 제 5 항 및 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 경사도 지시수단(8)이 수준기 본체(1)에 설치되어 이루는 것을 특징으로 하는 수준기.
제 1 항 내지 제 3 항, 제 5 항 및 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 경사도지시수단(9)이 수준기 본체(1)로부터 분리된 외부케이스(30)에 설치되고, 이 외부 케이스(30)와 수준기 본체(1)가 코드(32)로 접속되어 있는 것을 특징으로 하는 수준기.
제 1 항 내지 제 3 항, 제 5 항 및 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 수준기본체(1)에 대한 기포관(2)의 수평도를 조정하는 기포관 수평도 조정수단(12)을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 수준기.
제10항에 있어서, 기포관 수평도 조정수단(12)이 기포관 지지대(13)와 조정나사 (14)를 갖고, 기포관 지지대(13)는 기포관 길이방향의 한 끝에 설치된 수준기 본체(1)로의 부착단부(16)와, 이 부착단부(16)에 인접하여 형성된 얇은 힌지부(15)와, 수준기 본체 상면에서 떠오른 유단부(18)를 구비하고, 조정나사(14)는 상기 수준기 지지대(13)의 유단부(18)를 상기 얇은 힌지부(15)의 탄성에 저항하여 밀어내리는 것으로 수준기 본체(1)의 나사구멍(19)에 나사식 끼움하는 것을 특징으로 하는 수준기.
제 1 항 내지 제 3 항, 제 5 항 및 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 수준기본체(1)에 기포관(2)내의 기포(4)의 위치로부터 수준기 본체(1)의 경사도를 육안관찰하기위하여 눈금달린 관찰창(40)을 구비하여 이루는 것을 특징으로 하는 수준기.
제 9항에 있어서, 외부 케이스(30)에 전원용 배터리(25)가 내장되어 있는 것을 특징으로 하는 수준기.
제 9항에 있어서, 외부 케이스(30)에 접속되는 상기 코드(32)가 커넥터(33, 34)를 통하여 수준기 본체(1)에 대하여 접속이탈이 자유롭고, 이 커넥터(33, 34)의 접속에 의하여 상기 배터리(25)를 포함하는 전원회로가 형성되도록 한 것을 특징으로 하는 수준기.
제 1 항 내지 제 3 항, 제 5 항 및 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서, 투광수단(5)이 적외선을 조사하고, 수광수단(6)의 각 광전변환소자(23a∼23h)가 적외선 반응형인 것을 특징으로 하는 수준기.