Opis wzoru Przedmiotem wzoru uzytkowego jest urzadzenie do pomiaru wysokosci spietrzenia wody, utwo- rzonego przez niewysokie przelewy, a takze przez niewielkie naturalne i sztuczne obiekty w korytach cieków, stanowiace przeszkode, powodujaca pietrzenie przeplywajacej wody. Urzadzenie umozliwi wy- konanie pomiaru wysokosc spietrzenia wody (spadu) nie wiekszej niz ok. 1,0–1,5 m wywolanej obiektem (przeszkoda), której wysokosc wynosi nie wiecej niz 1,0–1,5 m. Naturalne i sztuczne przeszkody, w postaci zatorów z rumoszu drzewnego (konarów, pni i klód), rumoszu skalnego, duzych kamieni i glazów, a takze budowle wodne, takie, jak progi i przelewy znaj- dujace sie w korycie cieków wplywaja na warunki hydrauliczne przeplywu wody. Naturalne przeszkody stanowiace pojedyncze obiekty lub tworzace bariery przegradzajace czesciowo lub calkowicie koryto cieku powoduja zwiekszenie oporów przeplywu wody i w efekcie zwiekszenie napelnienia przy danym przeplywie wody. Moga równiez, tak, jak budowle wodne (progi i przelewy), powodowac spietrzenie zwierciadla wody górnej. Okreslenie powstajacej wysokosci spietrzenia wody na przeszkodzie w korycie cieku, bedacej róznica rzednej wody górnej i rzednej wody dolnej, stanowi podstawowa informacje umozliwiajaca okreslenie przepustowosci koryta w przekroju przeszkody. W rozwazaniach teoretycz- nych róznice poziomów wody mozna zalozyc, co ma miejsce w przypadku obliczenia natezenia prze- plywu wody przez przekrój, w którym zlokalizowana jest przeszkoda, lub dysponujac danym przeplywem i wysokoscia przeszkody, mozna obliczyc róznice poziomów wody górnej i dolnej. Natomiast w przy- padku warunków naturalnych lub w laboratoryjnych badaniach modelowych (na modelach fizycznych) zachodzi koniecznosc wykonania pomiarów poziomów zwierciadla wody. W standardowych pomiarach geodezyjnych wysokosci spietrzenia wody, bedacy róznica pozio- mów zwierciadla wody przed i za przeszkoda, wykonuje sie za pomoca geodezyjnych przyrzadów po- miarowych, takich jak niwelator geodezyjny i tachimetr. Pomiar wykonuje sie technika geodezyjna tzw. ze srodka, albo technika wciecia wstecz lub wprzód. Jednakze pomiar poziomów zwierciadla wody za pomoca klasycznych metod pomiarowych wymaga bardzo dokladnego ustawienia szpilki tyczki z pry- zmatem lub dolnej krawedzi laty geodezyjnej na poziomie zwierciadla wody. Ze wzgledu na falowanie, a w przypadku nawet niezaburzonego poziomu zwierciadla wody, wplyw napiecia powierzchniowego, a takze brak mozliwosci stabilnego ustawienia tych przyrzadów geodezyjnych, determinuje uzyskanie bledu pomiarowego. Z japonskiego zgloszenia patentowego JPH07243852A, znane jest rozwiazanie, w którym aby automatycznie i obiektywnie zmierzyc sredni poziom wody na powierzchni wody, stan fali i przejscie sredniego poziomu wody w czasie, stosuje sie pomiar odleglosci pomiedzy urzadzeniem do pobierania obrazu a obiektem plywajacym, oparty na wizualnej róznicy miedzy dwoma obrazami uzyskanymi przez dwa urzadzenia do pobierania obrazu. Urzadzenie monitorujace, kamera i obiekt plywajacy sa zamon- towane na slupku, który jest zainstalowany tak, ze górna czesc jest wyeksponowana na powierzchni wody. Znane jest z japonskiego zgloszenia patentowego JP2015111097A rozwiazanie, w którym aby zapewnic bezkontaktowa metode pomiaru, wykorzystuje sie nadajnik-odbiornik mikrofalowy do pomiaru, z pozycji odleglej od krawedzi wody na stromym nadbrzezu rzeki, kanalu wodnego o przeznaczeniu przemyslowym lub rolniczym, zbiornika wodnego, jeziora lub bagna, zachowania powierzchni wody na poziomie powierzchni wody i natezenia przeplywu wody powierzchniowej, bez bezposredniego budo- wania konstrukcji na nadbrzezu. W rozwiazaniu tym nadajnik-odbiornik mikrofalowy jest zainstalowany w pozycji poziomej odleglej od brzegu wody w celu nadawania/odbioru mikrofali, przy czym nadajnik- odbiornik mikrofalowy wykorzystuje system sygnalu FM-CW i system sygnalu Dopplera, przy czym sys- tem sygnalu FM-CW mierzy poziom powierzchni wody, a oba systemy (FM-CW i Doppler) mierza za- równo poziom powierzchni wody, jak i natezenie przeplywu wody powierzchniowej, poprzez szybkie, bezkontaktowe przelaczenie pomiedzy systemami. Znane jest równiez z koreanskiej publikacji patentowej KR101283363B1 rozwiazanie, w którym do obserwowania poziomu wody sluzy prosta jednostka do obserwacji poziomu wody za pomoca urza- dzenia obserwacyjnego zdolnego do pomiaru odleglosci za pomoca lasera. Jednostka do obserwacji poziomu wody sklada sie z prowadnicy, korpusu plywajacego, urzadzenia obserwacyjnego i kontroli poziomu. Pret prowadzacy jest zamocowany pod woda. Korpus plywajacy unosi sie na powierzchni wody i porusza sie wzdluz prowadnicy. Urzadzenie obserwacyjne jest polaczone z górna czescia pro- wadnicy i obserwuje odleglosc do ciala plywajacego. Korpus plywajacy unosi sie wzdluz prowadnicy horyzontalnie, dzieki elementowi kontrolujacemu utrzymywanie tej pozycji Znany jest takze z polskiego opisu wzoru uzytkowego PL71626 przyrzad do precyzyjnego po- miaru poziomu i spadku zwierciadla wody w kanalach otwartych i zamknietych charakteryzujacy sie tym, ze tyczka geodezyjna w górnej czesci ponizej pryzmatu, na tym samym poziomie ma przytwierdzony z jednej strony detektor ultradzwiekowy lub laserowy, a z drugiej strony jednostke systemowa, przy czym w dolnej czesci tyczka geodezyjna ma stopke z grotem. Celem zglaszanego rozwiazania jest wyeliminowanie bledów pomiarowych wynikajacych z nie- dokladnosci lub braku mozliwosci bardzo precyzyjnego, dokladnego ustawienia szpilki tyczki z pryzma- tem lub dolnej krawedzi laty geodezyjnej na poziomie zwierciadla wody. Istota niniejszego wzoru uzytkowego jest urzadzenie do pomiaru wysokosci spietrzenia wody za- wierajace statyw, do którego przykrecona jest spodarka charakteryzujace sie tym, ze spodarka pola- czona jest srubami nastawczymi z alidada posiadajaca libella pudelkowa, a ramie teleskopowe pola- czone jest z alidada jednym z jego konców w sposób trwaly tak, aby jego polozenie bylo poziome, przy czym na drugim koncu ramienia teleskopowego zainstalowany jest instrument pomiarowy, który w dol- nej czesci w hermetycznej komorze posiada sonde podwodna z membranowym czujnikiem cisnienia i elektronicznym modulem, polaczonym za pomoca przewodu poprowadzonego przez drazek i ramie teleskopowe do stacji centralnej, umieszczonej na alidadzie, przy czym hermetyczna komora ma od dolu odkrecany dekiel, w którym sa otwory. Zaleta urzadzenia do pomiaru wysokosci spietrzenia wody jest wyeliminowanie bledów pomiaro- wych. Zaleta jest równiez mozliwosc ustawienia instrumentu pomiarowego w dowolnym punkcie pomia- rowym w wyniku obrotu alidady i w wyniku wydluzania lub skracania zasiegu ramienia teleskopowego. Ponadto jednoosobowa obsluga urzadzenia do pomiaru wysokosci spietrzenia wody eliminuje koniecz- nosc uczestniczenia w pomiarach geodezyjnych dwóch osób, z których jedna obsluguje niwelator (ta- chimetr) geodezyjny, a druga late geodezyjna (tyczke z pryzmatem). Urzadzenie do pomiaru wysokosci spietrzenia wody wedlug wzoru uzytkowego przestawione jest na rysunku, na którym fig. 1 uwidacznia zglaszany przyrzad w ujeciu schematycznym w widoku z boku, a fig. 2 ilustruje zglaszane urzadzenie w ujeciu schematycznym w widoku z góry, natomiast fig. 3 jest schematycznym uszczególowieniem instrumentu pomiarowego urzadzenia. Urzadzenie do pomiaru wysokosci spietrzenia wody sklada sie ze statywu 1, do którego przykre- cona jest spodarka 2 polaczona srubami nastawczymi 3 z alidada 4 posiadajaca libella pudelkowa 5. Ramie teleskopowe 6 polaczone jest z alidada 4 jednym z jego konców w sposób trwaly tak, aby jego polozenie bylo poziome. Ramie teleskopowe 6, stanowiace integralna czesc wraz z alidada 4, jest po- ziomowane wraz z alidada 4 za pomoca srub nastawczych 3 zgodnie ze wskazaniem ulozenia oczka libelli pudelkowej 5. Na drugim koncu ramienia teleskopowego 6 zainstalowane jest instrument pomia- rowy 7 sluzacy okresleniu wysokosci polozenia zwierciadla wody, który w dolnej czesci w hermetycznej komorze 19 posiada sonde podwodna 13 z membranowym czujnikiem cisnienia 12 i elektronicznym modulem 20, polaczonym za pomoca przewodu 14 poprowadzonego przez drazek 15 i ramie telesko- powe 6 do stacji centralnej 16, umieszczonej na alidadzie 4, przy czym hermetyczna komora 19 ma od dolu odkrecany dekiel 18, w którym sa otwory 17. Na fig. 1 ramie teleskopowe 6 przedstawione jest w takim polozeniu, które umozliwia instrumen- tem pomiarowym 7 pomiar poziomu zwierciadla wody na stanowisku górnym (SG), a po przesunieciu ramienia teleskopowego 6 do polozenia przedstawionego linia przerywana na fig. 2, instrument pomia- rowy 7 umozliwia pomiar poziomu zwierciadla wody na stanowisku dolnym (SD). Róznica pomierzonych poziomów zwierciadel wody jest wysokoscia spietrzenia, utworzonym przez przeszkode 8, znajdujaca sie na dnie cieku 9. Statyw 1 urzadzenia ustawiany jest w poblizu przeszkody 8 spietrzajacej przeplywajaca wode, tj. w odleglosci nie wiekszej niz zasieg jego ramienia teleskopowego 6, obracajacego sie w plaszczyznie poziomej, której os obrotu jest osia pionowa statywu 1 urzadzenia. Jeden z konców ramienia telesko- powego 6 znajduje sie w tej osi, natomiast drugi koniec ramienia teleskopowego 6 posiada zainstalo- wany instrument pomiarowy 7, umozliwiajacy dokonanie pomiaru polozenia zwierciadla wody przed i za przeszkoda 8. Po stabilnym ustawieniu trzech nóg statywu 1 w dnie cieku 9 dokonuje sie poziomowania alidady 4 z jej ramieniem teleskopowym 6 za pomoca srub nastawczych 3 kontrolujac poziome ustawienie za pomoca libelli pudelkowej 5. Regulacje poziomego ustawienia za pomoca srub nastawczych 3 konczy sie, gdy banka libelli pudelkowej 5 zostanie ustawiona w punkcie glównym libelli pudelkowej 5, tj. w punkcie srodkowym kólka. Po wypoziomowaniu alidady 4 z ramieniem teleskopowym 6 ustawia sie koniec ramienia teleskopowego 6 nad punktem pomiarowym stanowiska górnego SG i dokonuje sie pomiaru poziomu wody za pomoca instrumentu pomiarowego 7, przedstawionego na fig. 3. Nastepnie ramie teleskopowe 6 wraz urzadzeniem pomiarowym 7 ustawia sie nad punktem pomiarowym stanowi- ska dolnego (SD) i dokonuje pomiaru za pomoca instrumentu pomiarowego 7. W pomiarach tych mie- rzona jest wysokosc slupa wody od zwierciadla wody do membrany czujnika cisnieniowego 12, znajdu- jacego sie w sondzie podwodnej 13. Róznica wyników pomiarów jest wysokoscia spietrzenia. Instrument pomiarowy 7 zawiera sonde podwodna 13 z membranowym czujnikiem cisnienia 12 przestawiona na fig. 3. Membranowy czujnik cisnienia 12 sondy podwodnej 13 znajdujacej sie pod po- ziomem zwierciadla wody (ZW) w wyniku wytworzonego cisnienia, slupem wody przekazuje sygnal za pomoca przewodu 14 poprowadzonego przez drazek 15 i ramie teleskopowe 6 do stacji centralnej 16, skladajacej sie ze zródla zasilania pradem stalym, przetwornika sygnalu i panelu wyswietlacza z przy- ciskami funkcyjnymi. Przewód 14 umozliwia zasilanie w energie elektryczna i przesylanie sygnalu z membranowego czujnika cisnienia 12. Stacja centralna 16, znajdujaca sie na alidadzie 4 umozliwia obsluge sondy podwodnej 13, polegajaca na rozpoczeciu i zakonczeniu pomiaru, a nastepnie odczyta- niu lub zapisaniu wyniku w pamieci stacji centralnej 16. Sonda podwodna 13 w przekroju poprzecznym jest przestawiona na fig. 3. Membranowy czujnik cisnienia 12, ze wzgledu na membrane wrazliwa na uszkodzenia mechaniczne, zamkniety jest w obu- dowie sondy podwodnej 13, która posiada otwory 17 w deklu 18 zabezpieczajacym membrane czujnika cisnienia 12, a otwory 17 sluza doplywowi wody do komory dekla 18 ochraniajacego membrane czujnika cisnienia 12. Dekiel 18 jest odkrecany w celu oczyszczenia otworów 17. W hermetycznie zamknietej komorze 19 sondy podwodnej 13 znajduje sie elektroniczny modul czujnika membranowego 20. Wykaz oznaczen statyw (1) spodarka (2) sruby nastawcze (3) alidada (4) libella pudelkowa (5) ramie teleskopowe (6) instrument pomiarowy (7) przeszkoda (8) dno cieku (9) linia brzegowa cieku (10) polozenie ramienia nad zwierciadlem wody dolnego stanowiska (11) membranowy czujnik cisnienia (12) sonda podwodna (13) przewód (14) drazek (15) stacja centralna (16) otwory (17) dekiel (18) hermetyczna komora (19) elektroniczny modul czujnika membranowego (20) stanowisko górne (SG) stanowisko dolne (SD) zwierciadlo wody (ZW) PL PL PL PL PL PL PL PL PL PL PL PL PL PL PL PL PL PL PL PL PL