PL235871B1 - Pływakowa łata geodezyjna - Google Patents

Abstract

Przedmiotem zgłoszenia jest pływakowa łata geodezyjna do pomiaru poziomu zwierciadła wody i precyzyjnego pomiaru jego spadku, która charakteryzuje się tym, że wykonana jest z aerożelu lub nanokompozytów na bazie węgla i osadzona jest na pływaku (2) i umieszczona w rurze osłonowej (1), posiadającej w jej dolnej części otwory perforacyjne (6), ułożone na dwóch poziomach, a dolna część rury osłonowej (1) jest zamknięta odkręcanym deklem dolnym (4), posiadającym otwory perforacyjne (7), o średnicach takich samych, jak otwory perforacyjne (6) rury osłonowej (1), przy czym w celu zabezpieczenia listwy pływakowej łaty geodezyjnej (3) i pływaka (2) przed wychyleniami bocznymi powodującymi zaklinowanie w rurze osłonowej (1) w deklu górnym (5) umieszczone są poniżej prostokątnego otworu (8) stabilizujące rolki toczne (9) z zagłębieniami w powierzchni walca każdej z dwóch rolek tocznych (9).

Description

Przedmiotem wynalazku jest pływakowa łata geodezyjna do pomiaru poziomu zwierciadła wody i precyzyjnego pomiaru jego spadku w kanałach otwartych i zamkniętych.

W obliczeniach hydraulicznych przepływu wody w kanałach otwartych i zamkniętych, wykonanych w oparciu o uzyskany z pomiarów spadek dna kanału, istotną rolę odgrywa dokładność wykonania tego pomiaru. W szczególnych przypadkach, np. gdy prędkościach przepływu wody jest mniejsza niż 1 m s^-1 można przyjmować, że spadek hydrauliczny jest równy spadkowi zwierciadła wody, który można bezpośrednio zmierzyć w terenie. Również w przypadku spadku dna cieku przy ustabilizowanym przekroju poprzecznym, przy mało zmieniającym się spadku zwierciadła wody, obliczenia prędkości przepływu wody wykonywane są na podstawie wyników pomiarów spadku zwierciadła wody. Szczególne znaczenie pomiaru spadku zwierciadła wody ujawnia się w warunkach określenia zmian tego spadku dla opracowania krzywej histerezy przyrostu przepływu. Pomiar spadku zwierciadła wody istotny jest również w określeniu wpływu spiętrzenie zwierciadła wody przez obiekty piętrzące, znajdujące się w korycie cieku.

Proste łaty geodezyjne są powszechnie znane. Z polskiego opisu patentowego PL 200600 znana jest łata geodezyjna o postaci wydłużonego prostopadłościanu z wyskalowaną ścianą czołową oraz posiadająca libellę pudełkową, charakteryzująca się tym, że ma emiter optycznych fal elektromagnetycznych, z przyłączoną do niego wiązką światłowodów, których końce zamocowane są w elementach centrujących osadzonych w ściance czołowej korpusu mającego, od spodniej strony, osadzoną płytkę z gniazdem, w którym zamocowana jest jedna z zestawu wymiennych stopek.

Wykonanie pomiarów spadku zwierciadła wody za pomocą klasycznych metod pomiarowych, tj. pomiar niwelacyjny z wykorzystaniem łat, czy też pomiar tachimetryczny pomiar fotooptyczny (laserowy), bądź pomiar z wykorzystaniem technik RTK, wymaga niwelacji poziomu zwierciadła wody. Pomiar taki obarczony jest znacznym błędem, rzędu nawet kilku milimetrów w danym punkcie pomiarowym ze względu na wytworzenie się zakrzywienia swobodnej powierzchni cieczy (wody) w miejscu styku z łatą geodezyjną, czy też z tyczką z osadzonym pryzmatem. Dodatkowo na błąd pomiar u ma wpływ falowanie zwierciadła wody.

Rozwiązaniem technicznym, niwelującym powyższe czynniki wpływające na jakość wyników pomiarów, może być zastosowanie pływakowej łaty geodezyjnej.

Istotą wynalazku jest pływakowa łata geodezyjna charakteryzująca się tym, że pływakowa łata geodezyjna, wykonana z aerożelu lub nanokompozytów na bazie węgla, osadzona jest na pływaku i umieszczona w rurze osłonowej, posiadającej w jej dolnej części otwory perforacyjne, ułożone na dwóch poziomach, a dolna część rury osłonowej jest zamknięta odkręcanym deklem dolnym, posiadającym otwory perforacyjne, o średnicach takich samych, jak otwory perforacyjne rury osłonowej, przy czym w celu zabezpieczenia listwy pływakowej łaty geodezyjnej i pływaka przed wychyleniami bocznymi powodującymi zaklinowanie w rurze osłonowej w deklu górnym rury osłonowej umieszczone są poniżej prostokątnego otworu stabilizujące rolki toczne z zagłębieniami w powierzchni walca każdej z dwóch rolek tocznych. Korzystnie zagłębienia są o szerokości krawędzi bocznej listwy pływakowej łaty geodezyjnej. Korzystnie rolki toczne ustawione są naprzeciw siebie z równoległym ułożeniem swoich osi obrotu względem siebie i prostopadle do osi pionowej pływakowej łaty geodezyjnej. Korzystnie pływak posiada pionowe nacięcia na powierzchni zewnętrznej, równoległe do osi rury osłonowej. Korzystnie pływak zamiast pionowych nacięć posiada od czterech do sześciu pionowych otworów o średnicy, co najmniej takiej, jak średnica otworów perforacyjnych rury osłonowej i otworów perforacyjnych odkręcanego dekla, umożliwiających swobodny przepływ wody w pionie, tj. znad pływaka, pod pływak i odwrotnie. Korzystnie rura osłonowa jest wykonana z przezroczystego materiału. Korzystnie rura osłonowa jest wykonana z dowolnego nieprzezroczystego materiału, przy czym posiada wbudowaną pionową szczelinę z przezroczystego materiału, której szerokość umożliwia dokonanie odczytów z podziałów na licu listwy pływakowej łaty geodezyjnej. Korzystnie rura osłonowa posiada dwa rzędy otworów perforacyjnych na całym swoim obwodzie, przy czym liczba tych otworów perforacyjnych może być dowolna, a dolny rząd otworów perforacyjnych znajduje się w odległości wynoszącej połowę wysokości pływaka mierząc od dolnej krawędzi rury osłonowej, a górny rząd otworów perforacyjnych znajduje się w odległości równej półtorej wysokości pływaka mierząc od dolnej krawędzi rury osłonowej. Korzystnie pływak wykonany jest z nienasiąkliwego materiału o niskiej gęstości objętościowej i dużej wyporności, a jego wymiary są uzależnione od ciężaru listwy pływakowej łaty geodezyjnej i średnicy rury osłonowej.

PL 235 871 B1

Do zalet zgłaszanej pływakowej łaty geodezyjnej należy zaliczyć to, iż umożliwia dokonanie precyzyjnego pomiaru poziomu zwierciadła wody w danym pionie (punkcie). Pomiar jest wykonywany za pomocą niwelatora geodezyjnego. W niwelacji geometrycznej dokonuje się standardowego odczytu z podziałki łaty geodezyjnej. Innowacyjność rozwiązania technicznego pomiaru różnicy poziomu wody w dwóch danych punktach pomiarowych cieku polega na wykorzystaniu wyporności łaty geodezyjnej, która osadzona na pływaku jest wraz z nim umieszczona w przeźroczystej rurze. Zgłaszane rozwiązanie wykorzystuje siłę wyporności zestawu łata plus pływak umieszczonego w przeźroczystej rurze osłonowej. Stała wyporności zapewnia stałe zanurzenie zestawu łata plus pływak, a dzięki temu możliwe jest określenie rzędnej zwierciadła wody w wyniku odczytu z podziału lica łaty. Zastosowanie zgłaszanego rozwiązania w postaci pływakowej łaty geodezyjnej umożliwi dokonanie precyzyjnego pomiaru niwelacyjnego zwierciadła wody na danym odcinku w celu określenia jego spadku.

Pływakowa łata geodezyjna do pomiaru poziomu zwierciadła wody i precyzyjnego pomiaru jego spadku, przedstawiona jest w przykładzie wykonania na rysunku na którym fig. 1 przedstawia pomiar niwelacyjny ze środka z wykorzystaniem standardowych łat geodezyjnych ze zintegrowaną pływakową łatą geodezyjną, fig. 2 ilustruje pływakową łatę geodezyjną w widoku schematycznym, a fig. 3 obrazuje rolki toczne z zagłębieniami i pływak z nacięciami i otworami w ujęciu schematycznym.

Pomiar poziomu zwierciadła wody przy użyciu zgłaszanej pływakowej łaty geodezyjnej może być dokonywany w niwelacji ze środka (fig. 1), lub w przód, przy czym odczyt poziomu zwierciadła wody dla środkowej kreski poziomej krzyża kresek płytki ogniskowej niwelatora (D) dokonywany jest z podziału pływakowej łaty geodezyjnej (A) w osłonie rurowej. W celu usprawnienia operowania standardową łatą geodezyjną (B) i pływakową łatą geodezyjną (A), ta ostatnia (A) jest wyposażona w dwa trwałe uchwyty (C) do połączenia obu łat.

Przedstawiona na fig. 2 pływakowa łata geodezyjna 3, osadzona na pływaku 2, jest umieszczona w rurze osłonowej 1 posiadającej w jej dolnej części otwory perforacyjne 6, ułożone na dwóch poziomach, a dolna część rury osłonowej 1 jest zamknięta odkręcanym deklem dolnym 4, posiadającym otwory perforacyjne 7, o średnicach takich samych, jak otwory perforacyjne 6 rury osłonowej 1. Dekiel górny 5 rury osłonowej 1 zakładany na wcisk na górną część rury osłonowej 1 posiada prostokątny otwór 8 umożliwiający wysuwanie się części pływakowej łaty geodezyjnej 3 ponad górną krawędź rury osłonowej 1. W dolnej części dekla górnego 5 zamykającego górną część rury osłonowej 1 znajduje się para rolek tocznych 9 posiadających zagłębienia 10 na swej powierzchni tocznej o szerokości umożliwiającej wprowadzenie w te zagłębienia 10 krawędzi bocznej pływakowej łaty geodezyjnej 3. Rolki toczne 9 ustawione są naprzeciw siebie z równoległym ułożeniem osi swoich osi obrotu względem siebie i prostopadle do osi podłużnej (pionowej) pływakowej łaty geodezyjnej 3, tj. są ułożone w taki sposób, aby przy jak najmniejszych oporach tocznych stabilizować w pionie pływakową łatę geodezyjną 3 i zapewniać jej zarazem możliwość podnoszenia się i opadania w zależności od głębokości zanurzeniowej rury osłonowej 1, która w trakcie pomiaru stawiana jest w punkcie pomiarowym na dnie cieku jej dolnym końcem z odkręcanym deklem dolnym 4. Korzystnie pływak 2 posiada pionowe nacięcia 11 na powierzchni zewnętrznej, równoległe do osi rury osłonowej 1. Korzystnie pływak 2 zamiast pionowych nacięć 11 posiada od czterech do sześciu pionowych otworów 12 o średnicy, co najmniej takiej, jak średnica otworów perforacyjnych 6 rury osłonowej 1 i otworów perforacyjnych 7 odkręcanego dekla dolnego 4, umożliwiających swobodny przepływ wody w pionie, tj. znad pływaka 2, pod pływak 2 i odwrotnie. Korzystnie rura osłonowa 1 jest wykonana z przezroczystego materiału. Korzystnie rura osłonowa 1 jest wykonana z dowolnego nieprzeźroczystego materiału, przy czym posiada wbudowaną pionową szczelinę z przezroczystego materiału, której szerokość umożliwia dokonanie odczytów z podziałów na licu listwy pływakowej łaty geodezyjnej 3. Korzystnie rura osłonowa 1 posiada dwa rzędy otworów perforacyjnych 6 na całym swoim obwodzie, przy czym liczba tych otworów perforacyjnych 6 może być dowolna, a dolny rząd otworów perforacyjnych 6 znajduje się w odległości wynoszącej połowę wysokości pływaka 2 mierząc od dolnej krawędzi rury osłonowej 1, a górny rząd otworów perforacyjnych 6 znajduje się w odległości równej półtorej wysokości pływaka 2 mierząc od dolnej krawędzi rury osłonowej 1. Korzystnie pływak 2 wykonany jest z nienasiąkliwego materiału o niskiej gęstości objętościowej i dużej wyporności, a jego wymiary są uzależnione od ciężaru listwy pływakowej łaty geodezyjnej 3 i średnicy rury osłonowej 1.

PL 235 871 B1

Wykaz oznaczeń pływakowa łata geodezyjna w rurze osłonowej (A) łata geodezyjna (B) uchwyt do połączenia łat (C) niwelator (D) rura osłonowa (1) pływak (2) pływakowa łata geodezyjna (3) dekiel dolny (4) dekiel górny (5) otwory perforacyjne (6) rury osłonowej (1) otwory perforacyjne (7) dekla dolnego (4) prostokątny otwór (8) w górnym zamknięciu rury osłonowej (1) rolki toczne (9) zagłębienia (10) w rolkach tocznych (9) pionowe nacięcia (11) na powierzchni bocznej pływaka (2) otwory (12) w pływaku (2)

Claims (9)

1. Pływakowa łata geodezyjna do pomiaru poziomu zwierciadła wody i precyzyjnego pomiaru jego spadku znamienna tym, że pływakowa łata geodezyjna (3), wykonana z aerożelu lub nanokompozytów na bazie węgla, osadzona jest na pływaku (2) i umieszczona w rurze osłonowej (1), posiadającej w jej dolnej części otwory perforacyjne (6), ułożone na dwóch poziomach, a dolna część rury osłonowej (1) jest zamknięta odkręcanym deklem dolnym (4), posiadającym otwory perforacyjne (7), o średnicach takich samych, jak otwory perforacyjne (6) rury osłonowej (1), przy czym w celu zabezpieczenia listwy pływakowej łaty geodezyjnej (3) i pływaka (2) przed wychyleniami bocznymi powodującymi zaklinowanie w rurze osłonowej (1) w deklu górnym (5) umieszczone są poniżej prostokątnego otworu (8) stabilizujące rolki toczne (9) z zagłębieniami (10) w powierzchni walca każdej z dwóch rolek tocznych (9).

2. Pływakowa łata geodezyjna według zastrz. 1 znamienna tym, że zagłębienia (10) są o szerokości krawędzi bocznej listwy pływakowej łaty geodezyjnej (3).

3. Pływakowa łata geodezyjna według zastrz. 1 i/lub 2 znamienna tym, że rolki toczne (9) ustawione są naprzeciw siebie z równoległym ułożeniem swoich osi obrotu względem siebie i prostopadle do osi pionowej pływakowej łaty geodezyjnej (3).

4. Pływakowa łata geodezyjna według zastrz. 1 i/lub 2 i/lub 3 znamienna tym, że pływak (2) posiada pionowe nacięcia (11) na powierzchni zewnętrznej, równoległe do osi rury osłonowej (1).

5. Pływakowa łata geodezyjna według zastrz. 1 i/lub 4 znamienna tym, że pływak (2) zamiast pionowych nacięć (11) posiada od czterech do sześciu pionowych otworów (12) o średnicy, co najmniej takiej, jak średnica otworów perforacyjnych (6) rury osłonowej (1) i otworów perforacyjnych (7) odkręcanego dekla dolnego (4), umożliwiających swobodny przepływ wody w pionie, tj. znad pływaka (2), pod pływak (2) i odwrotnie.

6. Pływakowa łata geodezyjna według zastrz. od 1 do 5 znamienna tym, że rura osłonowa (1) jest wykonana z przezroczystego materiału.

7. Pływakowa łata geodezyjna według zastrz. 1 i/lub 6 znamienna tym, że rura osłonowa (1) jest wykonana z dowolnego nieprzezroczystego materiału, przy czym posiada wbudowaną pionową szczelinę z przezroczystego materiału, której szerokość umożliwia dokonanie odczytów z podziałów na licu listwy pływakowej łaty geodezyjnej (3).

8. Pływakowa łata geodezyjna według zastrz. 1 i/lub 6 i/lub 7 znamienna tym, że rura osłonowa (1) posiada dwa rzędy otworów perforacyjnych (6) na całym swoim obwodzie, przy czym liczba tych otworów perforacyjnych (6) może być dowolna, a dolny rząd otworów perforacyjnych (6) znajduje się w odległości wynoszącej połowę wysokości pływaka (2) mierząc od dolnej krawędzi rury osłonowej (1), a górny rząd otworów perforacyjnych (6) znajduje się w odległości równej półtorej wysokości pływaka (2) mierząc od dolnej krawędzi rury osłonowej (1).

PL 235 871 Β1

9. Pływakowa łata geodezyjna według zastrz. od 1 do 8 znamienna tym, że pływak (2) wykonany jest z nienasiąkliwego materiału o niskiej gęstości objętościowej i dużej wyporności, a jego wymiary są uzależnione od ciężaru listwy pływakowej łaty geodezyjnej (3) i średnicy rury osłonowej (1).