PL222129B1 - Pochyłomierz do pomiaru zmian nachylenia obiektów - Google Patents

Description

Pochyłomierz do pomiaru zmian nachylenia obiektów

Przedmiotem wynalazku jest pochyłomierz do pomiaru zmian nachylenia obiektów, przeznaczony do zdalnego, automatycznego pomiaru odchyleń od pionu wysokich obiektów, zwłaszcza obiektów hydrotechnicznych.

Wszystkie wysokie budowle ulegają odchyleniom od pionu głównie na skutek działania naprężeń wewnętrznych i czynników zewnętrznych. Ze względu na bezpieczeństwo wysokich budowli a w szczególności budowli hydrotechnicznych, konieczna jest systematyczna kontrola zmian odchyleń od pionu. Na wysokich ścianach, stanowiska pomiarowe są instalowane na różnych wysokościach, co pozwala na pomiar pochylenia i jednocześnie zniekształcenia badanej ściany. Dotychczas pomiary pochyleń wysokich ścian były wykonywane pochyłomierzami strunowymi, hydroniwelatorami ultradźwiękowymi lub manualnie pochyłomierzami libelowymi.

Znany jest z patentu PL 180845 pochyłomierz grawitacyjny wyposażony w dwustrunowy czujnik z wahadłem umieszczony wewnątrz korpusu pochyłomierza i podwieszony do jego głowicy poprzez przegub wahadła w taki sposób, że napięte struny są usytuowane symetrycznie względem osi przegubu wahadła, do którego są zamocowane górne końce strun, natomiast dolne końce są zamocowane do korpusu w dolnej jego części. Pomiar pochylenia badanego obiektu polega na rejestracji zmian częstotliwości drgań napiętych strun, których zmiana napięcia a tym samym zmiana częstotliwości drgań jest wywołana zmianą położenia korpusu zamocowanego do bolca zastabilizowanego na obiekcie.

Znane jest również z patentu PL 97201 urządzenie do pomiaru zmian nachyleń elementów konstrukcyjnych składające się z czujnika fotoelektrycznego wyposażonego w rejestratory. Czujnik fotoelektryczny zawiera zamocowaną na podstawie płytkę z fotorezystorami oraz konstrukcję nośną, na której jest zawieszona przysłona fotorezystorów i są zamocowane źródła światła służce do oświetlenia fotorezystorów. Fotorezystory są rozmieszczone współśrodkowo na płytce, zaś przesłoną jest wahadło o zarysie stożka ściętego. Największa średnica wahadła jest nieco mniejsza od średnicy podziałowej fotorezystorów. Wychylenie wahadła od pionu, powoduje przysłonięcie jednych fotorezystorów, a odsłonięcie innych i zmiana sygnałów z tych rezystorów jest miarą przemieszczenia kątowego.

W rozwiązaniu według wynalazku pochyłomierz do pomiaru zmian nachylenia obiektów posiada dwa niezależne czujniki pomiarowe, z których jeden jest czujnikiem indukcyjnym i składa się z cewki i rdzenia przesuwającego się w cewce a drugi ma układ PSD i przemieszczający się nad nim światłowód. Rdzeń cewki czujnika indukcyjnego i światłowód czujnika świetlnego są połączone z obciążnikiem wahadła.

Dzięki zastosowaniu dwóch różnych czujników można wykonywać pomiar tego samego pochylenia w dwojaki sposób, co ma wpływ na dokładność i niezawodność przyrządu. Z uwagi na niebezpieczeństwo i trudności w instalowaniu pochyłomierzy na wysokich obiektach, podwójny, niezależny pomiar pochylenia jednym urządzeniem zapewnia uzyskiwanie ciągłości pomiaru, przy awarii jednego z czujników.

Wynalazek zostanie bliżej przedstawiony w przykładzie wykonania uwidocznionym na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia w sposób schematyczny pochyłomierz do pomiaru pochyleń obiektów w przekroju B-B wzdłuż osi wahadła, przechodzącym przez ramię wahadła, obciążnik oraz cewkę z rdzeniem, natomiast fig. 2 pochyłomierz, w przekroju A-A również wzdłuż osi wahadła ale prostopadłym względem pierwszego i przechodzącym przez układ PSD i światłowód oraz elementy wymienione w przekroju przedstawionym na fig. 1 ale obrócone o kąt prosty.

W rozwiązaniu według wynalazku pochyłomierz jest umieszczony w skręcanej cylindrycznej obudowie (17) składającej się z części górnej i dolnej. Górna część jest połączona czterema wkrętami (18) z cylindrycznym uchwytem (1) zawieszek (3) ramienia wahadła (4) z przymocowanym od dołu obciążnikiem (6). Uchwyt (1) jest połączony z tuleją (2), do której w dolnej części, w odległości kątowej 180° jeden od drugiego są przykręcone dwa wsporniki (5) z przymocowanymi za pomocą wkrętów (16) dwoma tłumikami powietrznymi (7) obciążnika (6) wahadła. W osi tłumików znajdują się wkręty (19) służące do ustawiania zakresu ruchu wahadła lub do blokowania ruchu wahadła. Do wsporników (5) w ich dolnej części jest przymocowana płytka (12), która jest podstawą cewki indukcyjnej (10). W osi otworu cewki (10) jest umieszczony rdzeń (11), połączony z obciążnikiem (6) wahadła (4) poprzez kształtownik (8) wkrętem (9). Do obciążnika (6) wahadła (4) jest również przymocowany uchwyt (14) końcówki światłowodu (13) a do wsporników (5), poniżej końcówki światłowodu jest przytwierdzona podstawa (22),

PL 222 129 B1 na której jest umieszczony układ PSD (15). Przewody (21) od cewki (10) i układu PSD (15) oraz światłowód (13) są wyprowadzone na zewnątrz pochyłomierza poprzez przepust (23).

Po zainstalowaniu pochyłomierza na bolcu (20) połączonym z badaną ścianą, należy odkręcić jeden z wkrętów (19) znajdujących się w osi tłumika powietrznego (7) w taki sposób, aby przyrząd pracował w całym zakresie pomiarowym, natomiast drugi z wkrętów (19) pozostanie bez zmian, gdyż jest on ustawiony na końcu zakresu pomiarowego. Odchylenie badanego obiektu spowoduje odchylenie cylindrycznej obudowy (17) pochyłomierza, połączonej poprzez bolec (20) z obiektem i jednocześnie połączonej z cylindrycznym uchwytem (1) zawieszek (3). Wahadło (4) wiszące na zawieszkach (3) pozostanie w pozycji pionowej i w związku z tym nastąpi zmiana położenia obudowy (17) w stosunku do wahadła (4) iw konsekwencji rdzeń (11) przemieści się wewnątrz cewki (10), ponieważ rdzeń jest przymocowany do wahadła a cewka pośrednio poprzez wsporniki (5) i tuleję (2) do obudowy (17). Zmiana położenia rdzenia (11) w cewce (10) spowoduje zmianę indukowanego przez tę cewkę prądu, który jest miernikiem przemieszczenia kątowego. Ruch wahadła (4) w stosunku do obudowy (17) wpłynie także na zmianę położenia światłowodu względem układu PSD (15) i spowoduje oświetlenie innego obszaru układu PSD, a tym samym nastąpi zmiana sygnału mierzonego przez ten układ w nowym położeniu a różnica tych sygnałów jest miernikiem przemieszczenia kątowego.

Claims (1)

1. Pochyłomierz do pomiaru zmian nachylenia obiektów wyposażony w wahadło z obciążnikiem podwieszone do górnej części obudowy poprzez cylindryczny uchwyt zawieszek, znamienny tym, że posiada dwa niezależne czujniki pomiarowe, z których jeden jest czujnikiem indukcyjnym i składa się z cewki (10) i przesuwającego się w cewce (10) rdzenia (11), natomiast drugi jest czujnikiem świetlnym i składa się z układu PSD (15) i przemieszczającego się nad nim światłowodu (13), przy czym rdzeń (11) cewki (10) czujnika indukcyjnego i światłowód (13) czujnika świetlnego są połączone z obciążnikiem (6) wahadła (4).