SU781568A1 - Гидростатический нивелир - Google Patents

Description

Изобретение относится к геодезическому приборостроению, а именно к устройствам контроля за изменением высотного положения определенных _ точек объекта, например опор турбо- ³ агрегата в процессе его длительной работы.

Известны гидростатические нивелиры, содержащие два и более измеритель-.^ ных стаканов с регистрацией уровня · контактным способом £13 .

Известны датчики уровня жидкости, применяемые в качестве измерительных головок гидростатического нивелира, 15 содержащие сосуды, заполненные жидкостью с помещенными в них поплавками с центром тяжести ниже уровня жидкости и с расчетным профилем боковой поверхности. Поплавок снабжен плунже- 20 ром индуктивного датчика, закрепленного на сосуде, подвижная система поплавка центрируется относительно сосуда (2 ] .

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является гидростатический нивелир, содержащий сообщающиеся сосуды, частично заполненные жидкостью с помещенными в них поплавками, соединенными с сердечниками индуктивных датчиков [3].

Цель изобретения — повышение точности измерений й обеспечение линейной зависимости перемещения поплавка относительно уровня жидкости.

Поставленная цель достигается тем, что в гидростатическом нивелире, содержащем сообщающиеся сосуды, частично заполненные жидкостью, индуктивный датчик уровня жидкости с поплавком, соединенным с сердечником и с катушкой, укрепленной на корпусе сосуда, а также элемент, центрирующий поплавок относительно сосуда, боковая поверхность поплавка имеет форму суженного книзу параболоида, а центрирующий элемент выполнен в виде магнита,закреплённого над поплавком в верхней части ёосуда. С целью улучшения метрологических характеристик в условиях высоких температур в качестве рабочей выбрана высо кокипящая жидкость, например сплав Вуда или силиконовое масло.

Кроме того, сосуды и уравнительная трубка заключены в сообщенные между собой кожухи, имеющие последова30 тельно соединенные входные и сброс3 ные патрубки для термостабилизирующей среды.

В устройстве¹, в равновесном состоянии поплавок находится в поле действия квазистатических сил: веса выталкивающей жидкости и магнитного притяжения .

Влияние неуравновешенных электромагнитных сил индуктивной катушки не учитывают, поскольку она запитывается переменным Током высокой частоты.

Сила веса поплавка не зависит от относительного вертикального смещения его в сосуде и используется в рассматриваемой конструкции лишь для обеспечения соосности поплавка и сосуда. При необходимости компенсировать значительную угловую несоосность поплавка и сосуда в нижней части его может быть установлен второй центрирующий магнит.

Силы магнитного притяжения и выталкивающей жидкости относятся к позиционным силам, причем, если первая сила нелинейна в зависимости от зазора с показателем степени 2 и более, то вторая - линейно связана с глубиной погружения поплавка.

С целью обеспечения линейной выходной характеристики индуктивного преобразователя в рассматриваемой конструкции применяется профилирование боковой поверхности поплавка,т.е. изменение силы притяжения магнита с расстоянием до поплавка компенсируется соответствующим изменением силы выталкивания жидкости.

На чертеже схематически изображено предлагаемое устройство, продольный разрез.

Сообщающиеся сосуды 1 и 2 гидростатического нивелира соединены гибкой трубкой 3 и установлены на реперные Марки 4 и 5. Внутри одного из сосудов размещены поплавок 6 с центром тяжести ниже уровня жидкости и боковой поверхностью в виде суженного книзу параболлоида и в верхней части - магнит 7. На корпусе сосуда 2 укреплена индуктивная катушка 8. Сосуды 1, 2 заключены в кожухи 9, а последние соединены между собой коаксиально с ’трубкой 3 шлангом 10. На»' одном из кожухов (например сосуда 1) имеется патрубок 11 подвода термостабилизирующей среды, а на другом (здесь — сосуда 2) — соответствующий сбросной патрубок 12. В верхней части каждого из сосудов 1 и 2 выполнены отверстия 13 для выравнивания внешнего давления, соединенные между собой трубкой 14. Сосуды 1 и 2 заполнены рабочей жидкостью 15. Для ограничения предельного подъема поплавка б, во 60 избежание его залипания к магниту 7, предусмотрен упор 16. В зазоре между поплавком б и магнитом 7 может быть установлен преобразователь 17 Холла, позволяющий получать информацию о по- 65 ложении поплавка по изменению напряженности магнитного поля.

Гидростатический нивелир работает следующим образом.

В сосуды 1, 2 заливается жидкость

15, например силиконовое масло или сплав Вуда.Измерение превышений репер ных марок 4 и 5 производится общеизвестным методом.Изменение относительного положения свободной поверхности жидкости в сосуде вызывает вертикальные перемещения поплавка 6 в зазоре · индуктивной катушки 8,вызывая в ней пропорциональное изменение глубины модуляции выходного сигнала. При использовании преобразователя 17 Холла 15 выходной сигнал определяется изменением напряженности магнитного поля в зазоре между поплавком и магнитом. Использование в качестве жидкого металла вместо ртути нетоксичного сплава Вуда или других высокотемпературных жидкостей позволяет повысить безопасность эксплуатации гидростатического нивелира.

В качестве термостабилизирующей среды может использоваться пар турбоустановки. Свободная магнитная подвеска поплавка позволяет устранить существенный недостаток поплавковых jq гидроуровней, а именно наличие трения поплавка о стенки сосуда и перекосы поплавковых систем, что приводит к существенному повышению точности измерения.

Благодаря подводу термостабилизи^э рующей среды становится возможной произвольная трассировка соединительных шлангов, которые укладываются в штатные кабельные каналы энергетической установки, т.е. устройство 40 легко используется в качестве средства постоянного контроля за расцентровками турбоагрегата.

Claims (3)

1. Васютинский И.Ю, Гидростатическое нивелирование. М., Недра , 1976, с. dl.

2.Авторское свидетельство СССР

226875, кл. G 01 F 15/08,G 01 F 1/00, 1966.

3.Авторское свидетельство ЧССР

168933, кл. G 01 С 5/04,G 01 С 13/00, 1977 (прототип).

fj

У

IS

/

/