本實(shí)用新型涉及一種工程測(cè)量工具,更具體地說(shuō),它涉及一種靜力水準(zhǔn)儀。
背景技術(shù):
靜力水準(zhǔn)系統(tǒng)是測(cè)量?jī)牲c(diǎn)間或多點(diǎn)間相對(duì)高程變化的精密儀器。主要用于大型儲(chǔ)罐、大壩、核電站、高層建筑、基坑、隧道、橋梁、地鐵等垂直位移和傾斜的監(jiān)測(cè)。靜力水準(zhǔn)系統(tǒng)一般安裝在被測(cè)物體等高的測(cè)墩上或被測(cè)物體墻壁等高線上,通常采用一體化模塊化自動(dòng)測(cè)量單元采集數(shù)據(jù),通過(guò)有線或無(wú)線通訊與計(jì)算機(jī)連接,從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化觀測(cè)。
目前,公開(kāi)號(hào)為CN102384740A的中國(guó)專(zhuān)利公開(kāi)了一種自整平直讀式靜力水準(zhǔn)儀,包括容器、浮子、懸掛標(biāo)尺、吊絲和浮動(dòng)標(biāo)尺管套,所述容器內(nèi)裝有液體,下部設(shè)有進(jìn)水口和出水口,上部設(shè)有杯蓋;所述懸掛標(biāo)尺通過(guò)吊絲掛在容器蓋下,懸掛標(biāo)尺兩側(cè)設(shè)置有兩組刻度,底部設(shè)有配重;所述浮動(dòng)標(biāo)尺管套為中空管套,中空管套內(nèi)側(cè)垂直安裝有浮動(dòng)標(biāo)尺;所述浮動(dòng)標(biāo)尺管套將懸掛標(biāo)尺套住,其底部設(shè)置的浮子使浮動(dòng)標(biāo)尺管套浮在液面上。
上述靜力水準(zhǔn)儀在使用過(guò)程中,將容器放置在待測(cè)面上后,懸掛標(biāo)尺和浮動(dòng)標(biāo)尺在重力作用下會(huì)自動(dòng)處于鉛直狀態(tài),浮動(dòng)標(biāo)尺可隨水位變化而自由升降,所有儀器的容器內(nèi)水位均處于同一水平面,當(dāng)某監(jiān)測(cè)點(diǎn)發(fā)生沉降變形時(shí),容器內(nèi)水位發(fā)生改變,浮動(dòng)標(biāo)尺管套隨之升降,懸掛標(biāo)尺和浮動(dòng)標(biāo)尺的讀數(shù)發(fā)生改變,測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)與監(jiān)測(cè)點(diǎn)讀數(shù)改變量即為沉降變形值。
但由于將容器放置在待測(cè)面上后,待測(cè)面不能平行于水平面,容器不能豎直地放置在待測(cè)面上,液體的液面面積大于容器的底面面積,當(dāng)檢測(cè)點(diǎn)的發(fā)生沉降變形后,液面沉降的體積不變,容器內(nèi)的液面沉降減小,液面沉降的改變量較大,懸掛標(biāo)尺與浮動(dòng)標(biāo)尺的讀數(shù)誤差增加,降低了靜力水準(zhǔn)儀的準(zhǔn)確性。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足,本實(shí)用新型在于提供一種靜力水準(zhǔn)儀,通過(guò)容器底端的滑動(dòng)桿的添加,減小了液面沉降的改變量,增加了靜力水準(zhǔn)儀的準(zhǔn)確性。
為實(shí)現(xiàn)上述目的,本實(shí)用新型提供了如下技術(shù)方案:一種靜力水準(zhǔn)儀,包括容器,所述容器內(nèi)裝有液體,所述容器下端設(shè)有進(jìn)水口與出水口,所述容器上端蓋有蓋體,所述蓋體靠近容器的一側(cè)設(shè)有懸掛標(biāo)尺,所述懸掛標(biāo)尺通過(guò)吊絲懸掛在蓋體上,所述液體上漂浮有浮子,所述浮子上固定連接有浮動(dòng)標(biāo)尺,所述浮動(dòng)標(biāo)尺嵌設(shè)在懸掛標(biāo)尺內(nèi),所述容器底端設(shè)有用于抵接在待測(cè)面上的滑動(dòng)桿,所述滑動(dòng)桿上下滑移連接在容器遠(yuǎn)離蓋體的一端。
通過(guò)采用上述技術(shù)方案,將容器放置在待測(cè)面上后,上下滑移滑動(dòng)桿,容器的水平程度能夠不斷改變,不斷調(diào)節(jié)滑動(dòng)桿,使得容器能夠豎直放置在待測(cè)面上,容器的底面面積與液面面積相同,液面沉降后,液面沉降的改變量減小,懸掛標(biāo)尺與浮動(dòng)標(biāo)尺的讀數(shù)誤差減小,增加了靜力水準(zhǔn)儀的準(zhǔn)確性。
本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為:所述容器遠(yuǎn)離蓋體的一端固定連接有固定套,所述滑動(dòng)桿螺紋連接在固定套遠(yuǎn)離蓋體的一側(cè)。
通過(guò)采用上述技術(shù)方案,滑動(dòng)桿螺紋連接在固定套上,轉(zhuǎn)動(dòng)滑動(dòng)桿即可實(shí)現(xiàn)容器傾斜角度的改變,同時(shí)螺紋連接的固定套與滑動(dòng)桿約束較大,滑動(dòng)桿驅(qū)動(dòng)容器傾斜時(shí)穩(wěn)定性較高,減小了容器晃動(dòng)的可能。
本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為:所述容器內(nèi)漂浮有浮塊,所述浮塊抵接在容器的內(nèi)壁上,相鄰所述浮塊之間還固定連接有吊繩,所述吊繩的長(zhǎng)度大于容器的邊長(zhǎng)。
通過(guò)采用上述技術(shù)方案,漂浮在液面上的浮塊之間有吊繩,且吊繩的長(zhǎng)度大于容器的邊長(zhǎng)時(shí),吊繩的中部向下彎曲,當(dāng)容器傾斜時(shí),抵接在容器內(nèi)壁上的浮塊能夠始終漂浮在液面上,液面的面積不斷增大,相鄰兩個(gè)吊塊之間的間距也在不斷增大,吊繩能夠不斷拉緊,觀察吊繩的拉緊程度即可確定容器的水平程度,便于調(diào)節(jié)各個(gè)滑動(dòng)桿的高度。
本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為:相鄰所述浮塊之間設(shè)有彈簧,所述彈簧的兩端分別固定連接在兩個(gè)浮塊上。
通過(guò)采用上述技術(shù)方案,相鄰浮塊通過(guò)彈簧的添加,使得相鄰兩個(gè)浮塊向遠(yuǎn)離其他相鄰浮塊的一側(cè)滑移,浮塊能夠穩(wěn)定地抵接在容器的內(nèi)壁上,且無(wú)需其他固定結(jié)構(gòu),且彈簧能夠自動(dòng)適應(yīng)不用間距的浮塊,實(shí)現(xiàn)了浮塊間距的自動(dòng)調(diào)節(jié)。
本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為:所述吊繩中部固定連接有吊塊,所述吊塊靠近蓋體的一端與液面平齊。
吊繩密度較小,當(dāng)容器傾斜角度較小時(shí),難以觀察得到,通過(guò)采用上述技術(shù)方案,掉塊能夠豎直吊在液面內(nèi),當(dāng)每個(gè)吊塊的上側(cè)均與液面平齊時(shí),即可得知容易已水平,當(dāng)?shù)鯄K的上側(cè)高于液面時(shí),說(shuō)明容器傾斜,且與該吊塊相連接兩個(gè)吊塊所在的一側(cè)高度不等,且吊塊高于液面的距離越大,容器的傾斜程度也越大。
本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為:所述浮子內(nèi)安裝設(shè)有調(diào)節(jié)塊,所述調(diào)節(jié)塊的密度大于浮塊的密度。
通過(guò)采用上述技術(shù)方案,浮子與調(diào)節(jié)塊的中心能夠不斷改變,固定連接在浮子上的吊繩高度能夠不斷改變,通過(guò)在浮子內(nèi)添加調(diào)節(jié)塊,使得操作員能夠在測(cè)量前對(duì)各個(gè)浮子再次校準(zhǔn),使得吊繩的兩端能夠高度相等,減小了絕對(duì)誤差的產(chǎn)生,增加了靜力水準(zhǔn)儀的精度。
本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為:所述吊塊沿吊繩的長(zhǎng)度方向滑移連接在吊繩上。
通過(guò)采用上述技術(shù)方案,當(dāng)一側(cè)浮子較高,一側(cè)浮子較低時(shí),吊塊能夠沿吊繩向較低的一側(cè)滑移,通過(guò)觀察吊塊在吊繩上的位置即可判斷兩個(gè)浮子的高度,便于在浮子內(nèi)添加不同的調(diào)節(jié)塊,便于浮子的校準(zhǔn)。
本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為:所述吊塊為圓錐狀,所述吊塊靠近蓋體的一端半徑較大。
通過(guò)采用上述技術(shù)方案,當(dāng)容器傾斜后,吊塊上升,液面能夠沒(méi)過(guò)吊塊,且傾斜程度不同,吊塊沒(méi)過(guò)的位置也各不相同,吊塊在液面上的截面與圓形,且不同的傾斜程度,圓形的截面半徑也不同,觀察吊塊上的沒(méi)過(guò)位置即可調(diào)節(jié)容器的傾斜程度。
本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為:所述吊塊的外端沿其軸心開(kāi)設(shè)有若干個(gè)嵌槽,所述嵌槽環(huán)繞開(kāi)設(shè)在吊塊的外端。
通過(guò)采用上述技術(shù)方案,嵌槽的開(kāi)設(shè),便于操作員觀察液面在吊塊上的沒(méi)過(guò)位置,便于滑動(dòng)桿的調(diào)節(jié),使得容器的底面與水平面夾角再次減小,增加了靜力水準(zhǔn)儀的精度。
本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為:所述浮動(dòng)標(biāo)尺上刻制有浮動(dòng)刻度,所述浮動(dòng)刻度量程為49mm,所述浮動(dòng)刻度均勻分為50等分。
通過(guò)采用上述技術(shù)方案,觀察浮動(dòng)刻度與懸掛標(biāo)尺上的相交位置即可得到較為精準(zhǔn)的液面沉降,增加了靜力水準(zhǔn)儀的精度。
綜上所述,本實(shí)用新型具有以下有益效果:通過(guò)滑動(dòng)桿的添加,轉(zhuǎn)動(dòng)滑動(dòng)桿,容器的傾斜程度能夠不斷改變,使得容器的底面與水平面之間的夾角能夠不斷減小,容器底面面積與液面面積能夠相等,液面沉降后,液面沉降的改變量減小,懸掛標(biāo)尺與浮動(dòng)標(biāo)尺的讀數(shù)誤差減小,增加了靜力水準(zhǔn)儀的準(zhǔn)確性;通過(guò)浮塊之間的吊繩的添加,觀察吊繩下的吊塊的沒(méi)過(guò)位置即可調(diào)節(jié)容器的傾斜角度。
附圖說(shuō)明
圖1為本實(shí)施例的立體圖;
圖2為圖1的A處放大圖;
圖3為本實(shí)施例中懸掛標(biāo)尺與浮動(dòng)標(biāo)尺的裝配圖;
圖4為本實(shí)施例中浮子與浮動(dòng)標(biāo)尺的立體圖;
圖5為本實(shí)施例中浮塊的結(jié)構(gòu)圖;
圖6為圖5的B處放大圖;
圖7為容器傾斜后浮塊與吊塊的結(jié)構(gòu)圖。
附圖標(biāo)記:1、容器;2、固定套;3、滑動(dòng)桿;4、進(jìn)水口;5、出水口;6、蓋體;7、吊絲;8、懸掛標(biāo)尺;9、標(biāo)準(zhǔn)刻度;10、配重球;11、浮子;12、套體;13、浮動(dòng)標(biāo)尺;14、浮動(dòng)刻度;15、浮塊;16、調(diào)節(jié)塊;17、彈簧;18、吊繩;19、吊環(huán);20、吊塊;21、嵌槽。
具體實(shí)施方式
參照?qǐng)D1至圖7對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明。
如圖1和圖2所示,一種靜力水準(zhǔn)儀,包括透明的容器1,容器1的截面為四邊形,也可為三角形圓形等其他形狀,容器1內(nèi)能夠存放液體,所選液體優(yōu)選為水,容器1的下端固定連接有截面為矩形的固定套2,固定套2的數(shù)量與位置能夠根據(jù)容器1的形狀配置,固定套2的下端螺紋連接有滑動(dòng)桿3,滑動(dòng)桿3能夠沿容器1的長(zhǎng)度方向螺紋連接在固定套2內(nèi);容器1的左端開(kāi)設(shè)有與容器1連通的進(jìn)水口4,容器1的右端開(kāi)設(shè)有與容器1連通的出水口5,若干個(gè)容器1能夠通過(guò)進(jìn)水口4與出水口5連通。
如圖1、圖3和圖4所示,容器1的頂端蓋有蓋體6,蓋體6的中心下側(cè)吊有吊絲7,吊絲7的下端固定連接有懸掛標(biāo)尺8,懸掛標(biāo)尺8上刻制有標(biāo)準(zhǔn)刻度9,懸掛標(biāo)尺8的下端還吊有配重球10;容器1內(nèi)還設(shè)有浮子11,當(dāng)容器1內(nèi)灌注有液體時(shí),浮子11能夠漂浮在液面上,兩個(gè)浮子11的中間固定連接有套體12,懸掛標(biāo)尺8能夠沿套體12的上端方向上下滑移連接在套體12內(nèi),套體12的前側(cè)固定連接有浮動(dòng)標(biāo)尺13,浮動(dòng)標(biāo)尺13能夠上下滑移連接在懸掛標(biāo)尺8內(nèi),浮動(dòng)標(biāo)尺13上刻制有浮動(dòng)刻度14,浮動(dòng)刻度14的總長(zhǎng)為49mm,浮動(dòng)刻度14均勻分為50格,浮動(dòng)標(biāo)尺13與懸掛標(biāo)尺8的讀數(shù)與游標(biāo)卡尺的原理相同。
如圖1、圖5和圖6所示,容器1的四個(gè)角落均設(shè)有一個(gè)浮塊15,浮塊15能夠漂浮在容器1內(nèi)的液面上,浮塊15的兩側(cè)能夠抵接在相鄰的兩個(gè)容器1內(nèi)壁上,容器1的最上端安裝有調(diào)節(jié)塊16,調(diào)節(jié)塊16的密度大于浮塊15的密度;相鄰兩個(gè)浮塊15之間設(shè)有彈簧17,彈簧17能夠?qū)⒏K15緊密抵接在容器1的內(nèi)壁上,相鄰兩個(gè)浮塊15遠(yuǎn)離容器1內(nèi)壁的一側(cè)設(shè)有吊繩18,吊繩18的長(zhǎng)度大于容器1的邊長(zhǎng),吊繩18能夠彎曲懸掛在相鄰兩個(gè)浮塊15之間,每個(gè)吊繩18上還套設(shè)有吊環(huán)19,吊環(huán)19能夠在吊繩18上左右滑移,吊環(huán)19的下端高度連接有錐形的吊塊20,吊塊20的尖端朝下,吊塊20的錐面上沿吊塊20的軸心開(kāi)設(shè)有若干個(gè)環(huán)形的嵌槽21,嵌槽21的截面為半圓弧狀。在浮塊15內(nèi)添加不同質(zhì)量與形狀的調(diào)節(jié)塊16,使得吊塊20的上側(cè)能夠與液面平齊。
如圖1和圖7所示,當(dāng)容器1向左傾斜時(shí),四個(gè)浮塊15仍能夠漂浮在液面上,且每個(gè)浮塊15的高度相等,且每個(gè)浮塊15均能夠抵接在容器1的內(nèi)壁上;容器1傾斜后,液面呈長(zhǎng)方形,且左右兩邊的邊長(zhǎng)仍與原有的容器1邊長(zhǎng)相同,液面的前后邊長(zhǎng)較大,且大于容器1的邊長(zhǎng),吊塊20豎直方向上的高度取決于吊繩18的拉緊程度,吊繩18的拉緊程度取決于相鄰兩個(gè)浮塊15之間的間距,液面的前后邊長(zhǎng)較大,故前側(cè)兩個(gè)浮塊15之間與后側(cè)兩個(gè)浮塊15之間的間距較大,故前后兩側(cè)的吊繩18拉緊程度加大,吊塊20上端,液面能夠相交在吊塊20上的嵌槽21內(nèi);左右兩側(cè)的吊繩18拉緊程度與原有的吊繩18拉緊程度相同,吊塊20的上表面與液面仍然平齊。
工作原理:首先將靜力水準(zhǔn)儀放置在水平面上,對(duì)吊塊20進(jìn)行校準(zhǔn),在浮塊15內(nèi)添加不同質(zhì)量的調(diào)節(jié)塊16后,吊塊20能夠上下滑移,使得吊塊20的上表面能夠與液面平齊;校準(zhǔn)完成后,將容器1放置在待測(cè)面上后,當(dāng)待測(cè)面傾斜時(shí),容器1傾斜,相鄰兩個(gè)浮塊15之間的距離增大,不斷拉緊吊繩18,使得吊塊20上的嵌槽21與液面平齊,觀察四個(gè)吊塊20的位置,當(dāng)某個(gè)吊塊20的上表面高于液面時(shí),說(shuō)明與吊塊20相鄰的兩個(gè)浮塊15所在的一側(cè)高度不同,調(diào)節(jié)下側(cè)的滑動(dòng)桿3,直至四個(gè)吊塊20的上表面均與液面平齊時(shí),容器1能夠豎直放置在傾斜的待測(cè)面上。
容器1傾斜程度校準(zhǔn)完成后,將放置在基準(zhǔn)面上的容器1與放置在待測(cè)面上的容器1連通,此時(shí),液面平齊,且刻度均相同,當(dāng)待測(cè)面發(fā)生沉降時(shí),容器1內(nèi)的水位改變,浮動(dòng)標(biāo)尺13上下滑移,再次讀取浮動(dòng)標(biāo)尺13上的浮動(dòng)刻度14與標(biāo)準(zhǔn)刻度9的對(duì)齊位置即可得到沉降的精確值,測(cè)量基準(zhǔn)點(diǎn)與待測(cè)點(diǎn)的讀數(shù)的改變即為沉降變形值。
以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式,本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實(shí)施例,凡屬于本實(shí)用新型思路下的技術(shù)方案均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。應(yīng)當(dāng)指出,對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō),在不脫離本實(shí)用新型原理前提下的若干改進(jìn)和潤(rùn)飾,這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。