Изобретение относитс к измерительной технике и предназначено дл регул рного контрол за осадками и деформаци м инженерных сооружений фундаментов технологического оборудовани , а также точек земной поверх ности или подземной выработки в усло ви х, опасных дл обслуживающего персонала (радиационна опасность, действие сильных электромагнитных полей, загозованность и т.д.) с дис танционным отсчетом показаний. Известны гидронивелиры, в которых измерени уровн производ тс либо по отсчетным устройствам, расположенным в каждом сообщающемс сосуде tl 3, либо по отсчетному устройст ву одного сосуда, установленного на репере, и сигнальным устройствам (электродам), расположенным в контр лируемых сосудах С2. Недостатками указанных гидрониве ров вл ютс сложность их конструкц содержащих перемещающиес штоки, пр водимые в действие электродвигател ми и.эксцентриковыми кулачками, а также низка производительность изм рени превышений, особенно при боль шом числе контролируемых точек, что затрудн ет автоматизацию процес измерений. Наиболее близким по технической ности и достигаемому результату к предлагаемому вл етс гидродинамический нивелир, содержащий сообщающи с сосуды с расположенными в них электродами уровн жидкости, устрой ство дл изменени уровн жидкости в сосудах и блок обработки информации Сз . В известном устройстве в процессе непрерывного подъема жидкости во всех сосудах гидронивелира измерение (отсчет) уровн в том или ином сосуд производ т по общему измерительному сосуду (уравнительному баку) с момента начала движени в системе до момента контакта ее с неподвижным осевьм верхним контактным электродом того или иного сосуда. Конструкци этого устройства несколько проще, однако дл прот женных трасс нивелировани (100 м и более) врем одного цикла измерени может увеличиватьс из-за увеличени времени, необходимого дл стабилизации процес са движени жидкости при подн тии Уравнительного бака, и времени, необходимого дл восстановлени рав6 жидкости в системе после вознивеси врап1ени уравнительного бака в исходное положение. Так, например, врем одного цикла измерени дл гидронивелира СГДН-10 ДМ может доходить до 116 мин, а дл гидронивелира СГДН-10 ДМ/05 до 348 мин при максимальном диапазоне пиевьшений между наблюдаемыми точками соответственно 100 и 300 мм, вследствие чего понижаетс обща производительность измерений. Длительное врем одного цикла измерений сокращает общий ресурс циклов измерений гидронивелира в услови х , где нет стационарной электросети (например, при научных наблюдени х за деформаци ми земной коры конусов потухших вулканов) и питание осуществл етс от аккумул торных батарей, что вызывает известные неудобства при его эксплуатации (частна смена аккумул торных батарей). Цель изобретени - повьшение производительности труда, путем уменьшени времени цикла измерений. Поставленна цель достигаетс тем, что в гидродинамическом нивелире, содержащем сообщающиес сосуды с электродами регистров уровн жидкости и уравнительный бак с жидкостью, диаметр днища которого выбран из ус лови обеспечени требуемой точности, уравнительный бак выполнен двухступенчатым с диаметром верхней ступени в 1,2-1,5 раза больше диаметра нижней ступени. Емкость нижней ступени выбрана из услови обеспечени изменени уров н жидкости в сообщаю:ащхс сосудах в максимальном диапазоне, соответствующем максимальному разбросу в положении контролируемых точек. На фиг, 1 приведена принципиальна схема гидродинамического нивелира; на фиг. 2 - график, описывающий закономерность изменени скорости движени жидкости в i -м участке соедин ющего трубопровода. Гидронивелир содержит необходимое число h сосудов-датчиков 1, при помощи которых осуществл етс контроль за вертикальными смещени ми контрольных точек исследуемого обьекта. В каждом датчике имеетс сигнализатор уровн жидкости - игольчатый электрод 2, соединенный электрически с блоком 3 управлени и регистрации, в котором имеетс п счетчиков дл регистрации количества импульсов и пульт управлени подъемным механизмом 4. На подъемном механизме жестко установлен двухступенчатый уравнительный бак 5, Все датчики сообщаютс между собо и питающим двухступенчатым баком при помощи прозрачного трубопровода (по разомкнутой или замкнутой в виде кол ца схеме) и заполн ютс жидкостью до некоторого исходного уровн . Гидродинамический нивелир работает следующим образом. При включении подъе1 ного механизма 4 равномерно поднимаетс двухступенчатый уравнительньй бак 5, при этом измен етс уровень жидкости в верхней ступени и начинаетс движение жидкости в соедин ющих учас ках трубопровода, вследствие чего поднимаетс уровень жидкости в датчи ках. В момент касани уровн жидкости с острием электрода в каком-нибуд датчике прекращаетс счет импульсов в соответствующем счетчике блока 3 управлени и регистрации. Положение электродов в датчиках корректируетс при наладке нивелира путем их установки на такой высоте, чтобы контакт с жидкостью происходил после того, как скорость движени жидкости стабилизируетс . Скорости жидкости в i -м участке, трубопровода при стабильном режиме движени определ ютс по формулам cr () ; , Ч ct , F,.4 nf LL.. , Uj,2 - стационарные скорости подн ти уровн жидкости 45 в датчиках, когда питание осуществл етс срответственно из верхней или .нижней ступени бака; п - количество датчиков, .50 вход щих в нивелир; f - площадь свободной поверхности жидкости в датчике;. U) - площадь сечени трубопровода;55 F - площадь свободной поверхности жидкости в верхней ступени бака; площадь сечени днища нижней ступени бака; скорость подн ти уравнительного бака; скорость движени жидкости в i-м участке тру бопровода. Из теории гидродинамического нивелировани известно, что 5фавнение неразрывности дл уравнительного бака в случае питани из верхней ступени следующее: -,, jujL dT F, - высота уровн жидкости в сосуде, отсчитываема от поверхности сравнени . Жидкость в верхней ступени бака заполн етс на такую высоту, чтобы в момент времени tx, (опорожнени первой ступени) скорость движени жидкости в начальном участке трубопровода приближалась к посто нной скорости в этом же участке Y (0,95-0,97) Vpi-j,. соответствующей площади л определ емой по формуле UF Если Потребовать, чтобы скорость подн ти уровн жидкости в уравнитель ном баке и скорость движени жидкости в первом участке трубопровода отли чались от соответч.твующих посто нных скоростей на ( у 3-5%), т.е. dz/ У .., ,, f 1100 , ТО из уравнений неразрывности получим формулу дл определени соотношени площадей F -1- -ТОО PZ - F. 100 nf в известных гидродинамических нивелирах {СГДН-10 ДМ, СГДН-10 ДМ/05) соотношение площадей находитс в пре 2.,. делах ;-- 10-12. При таком соотношении площадей и при у 3-5% дл соотношени диаметров верхней и нижней ступеней уравнительного получаютс значени -з 1,2-1,5. D2 Закономерность изменени скорости движени жидкости во времени в i-м участке показана на фиг. 2. Крива Оас соответствует случаю, когда бак имеет форму цилиндра с площадью зеркала жидкости в нем F , равной площади верхней ступени, а крива Ob - когда площадь р2 рав на площади нижней ступени двухступенчатого бака. При двухступенчатом же баке закономерность изменени скорости движени жидкости изображена кривой ОаЪ. В случае двухступенчатого уравнительного бака в момент опорожнени верхней ступени t в i -м участ ке скорость движени жидкости будет VI V| (0,95-0,97) Vi,|. В случае ступенчатого бака, т.е. при цилиндрическом баке с площадью 2 та же скорость получаетс в момрнт времени 2( ® зависимости от соотношени площадей получитс 5-10. В i-M участке гидродинамическог нивелира при двухступенчатом уравнительном баке люба скорость дости гаетс раньше на величину i -iy-t чем та же скорость при обычном цилиндрическом баке. На такую же величину будут отличатьс и соответствующие значени времени стабилизации . Аналогичное вление получитс при опускании бака в исходное положение . Таким образом, изобретение позвол ет сократить врем , необходимое дл проведени одного цикла измерени на величину 2iSt, что составл ет примерно 15-20 мин. Использование предлг1гаемого .гидродинамического нивелира обеспечивает по сравнению с известными уменьшение времени цикла измерений; снижение энергопотреблени , что очень важно при работе в местах, где нет стационарной электрической сети, и увеличение общего ресурса циклов измерений, когда электропитание прибора осуществл етс от аккумул торных батарей.
гл Vicmj
X