Способ гидродинамического нивелирования

 

СПОСОБ ГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО НИВЕЛИРОВАНИЯ, заключающийся в непрерывном изменении уровня жидкости в системе поднятием уравнительного бака и съема информации о положении уровня жидкости в измерительных головках , отличающийся тем,.что, с целью повышения точноети измерения и производительности труда за счет проведения измерений при установившемся режиме движения жидкости в системе гидродинамического нивелирования с одинаковыми длинами разветвленных участков, подъем уравнительного бака производят сначала со скоростью Uu, до установления в системе скорости жидкости V , затем со скоростью U2 до конца цикла, при этом 1 .,5, .и F 2 о ст F 4 пР где Fg- площадь свободной поверх (Л ности жидкости в баке; F - площадь сечения измерительной головки; п - количество измерительной головок /Л г.У О5 Is3 01 to

СОЮЗ ССВЕТСНИХ

И ЮО

РЕСПУБЛИК

3(50 G 01 С 5 04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

V (ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ! (21) 3399483/18-10 (22) 19.02 ° 82 (46) 23.12.83. Бюл. Р 47 (53) 528.546(088.8) (72) A.Ì.Áàðõóäàðÿí (71) Ереванский политехнический институт им. К.Маркса (56) 1. Авторское свидетеЛьство СССР

Р 731287, кл. 6 01 С 5/04, 6 01 С 9/22, 08.06.78.

2. Авторское свидетельство СССР

9 554468, кл. G 01 С 5/04, G 01 С 9/22, 21а01.75.

3. Авторское свидетельство СССР

М 480906, кл. G 01 С 9/22, 06.04.73 (прототип). (54)(57) СПОСОБ ГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО

НИВЕЛИРОВАНИЯ, заключающийся в непрерывном изменении уровня жидкости в системе поднятием уравнительного бака и съема информации о положении..Я „„2521 А уровня жидкости в измерительных головках, отличающийся тем,.что, с целью повышения точности измерения и производительности труда за счет проведения измерений при установившемся режиме движения жидкости в системе гидродинамического нивелирования с одинаковыми длинами разветвленных участков, подъем уравнительного бака производят сначала со скоростью П„ до установления в системе скорости жидкости V,затем со скоростью. U q до конца цикла, при этом l (U /U с 5, U F

2 0

CT F + nF

0 где F — площадь свободной поверхности жидкости в баке;

F — площадь сечения измерительной головки;

n — количество измерительных головок

1062521

Изобретение относится к измерительной технике и может быть исполь зовано как для измерения превышений, так и для определения вертикальных смещений контролируемых точек с помощью сообщающихся сосудов, 5 наполненных однородной токопроводящей жидкостью.

Известен способ гидродинамического нивелирования с использованием системы сообщающихся сосудов(1 .

Однако согласно этому способу измерения производят после заполнения опорожненной системы жидкостью, -вследствие чего значительно увеличивается время одного цикла измере" ний. Кроме того, при заполнении сисЬ темы жидкостью за счет изменения уровня в измерительном сосуде практически невозможно избежать явления образования воздушных пузырей и даже пробок в трубопроводах малого диаметра..

Способ гидронивелирования с помощью указанной системы позволяет определить только относительные вертикальные смещения контролируемых точек, но не превышения между ними.

Известен также способ нивелирования с помощью гидронивелира, согласно которому изменение уровня жидкости в системе осуществляют равномерным поднятием поршня камеры газового давления, соединенной с измерительной частью каждого из сосудов.

Этот способ ускоряет процесс изме35 рений(21. Однако при постоянной скорости поднятия поршня газовой камеры изменение. давления газа в системе происходит не по линейному закону, что уменьшает точность измерений. 40

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и результату является способ гидродинамического нивелирования, согласно которому, с целью повышения производитель- 45 ности измерений, непрерывно изменяют уровень жидкости в системе гидродинамического нивелирования, в процессе которого производят съем информации о положении уровня жидкости 50 в контролируемых сосудах. При непрерывном подъеме измерительного сосуда (уравнительного бака) изменение уровней жидкости в сосудах (измерительных головках) сначала носит не- 55 стабильный характер. Измерения можно производить лишь--по истечении некоторого времени, когда движение в системе практически можно считать установившимся(3 3, 60

Однако согласно этому способу для определения превышения необходимо в момент касания жидкости с контактным электродом, в любом сосуде изм рить уровень жидкости в измеритель-65 ном сосуде (что практически осуществить трудно) и определить разность уровней между, контрольным и промежуточными сосудами. Это усложняет процесс измерений и снижает его произ водительность. Кроме того при нивелировании укаэанным способом изменение температуры в системе влияет на величины разностей уровней датчиков, что снижает точность измерений

Все указанные способы не обеспечивают строго установившегося движения, скорость изменения уровня стремится к значению, соответствующему стационарному режиму ассимптомически, вследствие чего для стабилиза» ции процесса требуется относительно большой промежуток времени (с.ЯО мин) причем и после стабилизации йроцесса цена деления одного импульса, хотя и незначительно, продолжает изменяться.

Целью изобретения является повышение точности измерений и производительности при гидродинамическом нивелировании.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу гидродинамического нивелирования, заклн1чающемуся в непрерывном изменений уровня жидкости в системе поднятием уравнительного бака и

/ съеме информации о положении уровня жидкости в измерительных головках, подъем уровнительного бака производят сначала со скоростью U äo установления в системе скорости жидкости Ч, затем со скоростью 02 до конца цикла, при этом l (U„/U (5, О Р ст F + nF о где Š— площадь свободной поверхности жидкости в уравнитель ном баке;

l — площадь сечения измерительной головки;

n — количество измерительных головок.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема для осуществления способа; на фиг. 2 — график закономерности изменения скорости движения в головках.

При производстве измерения на нивелируемых точках устанавливаются идентичные измерительные головки 1 с неподвижными контактными электродами, каждый из которых соединен с измерительным блоком. Измерительные головки 1 трубопроводами 2 одинаковой длины и одного диаметра соединены с распределителем 3 жидкости, который в свою очередь соединен с уравнительным блоком 4, установ-, 1062521 где

N. к

N о

20 где пр г,ьье„

М(Р0+nF) 0

40 ленным на подъемном устройстве 5.

Система залита токопроводящей жидкостью, которая в начале цикла находится в равновесии. Для осуществления измерений уравнительный бак поднимают со скоростью U, при этом s системе создается нестационарное движение, и жидкость из урав= нительного бака по соединяющим трубопроводам через распределитель перемещается к измерительным головкам, что приводит к изменению уровня в них. Сначала эти изменения носят нестабильный характер.

Скорость V подъема уровня жидкости в измерительных головках возрастает до некоторого времени

В этот момент .времени изменяют скорость U поднятия уравнительного бака, придавая ей значение U< (U2(Uq). ВРемя 1„ определяют из следующих уравнений: при

-bi0

2 2

1 („-a ) t,„-(а+ hÄ) t„иг (а+ A„)9 " "+(((а)Е " " 1 при

=Ь-а о

-at 0

Šcosh .— sin h t

1(а 2.

)(2 г 0

529 Åï (1+fb) I g c3 а — площадь живого сечения трубо- 45 провода; ) — кинематический коэффициент вязкости жидкости.

Начиная с момента времени t „, про. цесс в системе становится стационаР- 50 ным, скорость V подъема уровней жидСТ кости в измерительных головках остается постоянной.

При дальнейшем подъеме уровня жидкости в системе происходят контакты ее с электродами в измерительных головках и в блок управления поступают сигналы, по которым фиксируются показания соответствующих счетчиков.

Величину превышения между острия ми контактных электродов (контрольного k и любого i-го) измерительных головок можно определить по формуле

81-й„

1 СТ . ((0

V )скорость поднятия уровня в измерительной головке при стационарном режиме показание д-го счетчика; показание контрольного счетчика; число импульсов за единицу времени, имп/с.

Закономерность скорости движения жидкости в измерительной головке при скорости подъема бака U представлена кривой ц скорости U > соответствует кривая Ь(фиг. 2).

В данном способе, т.е. при применении двухскоростного подъемника, закономерность изменения скорости жидкости характеризуется кривой О . Начиная с момента времени t„,процесс в системе стабилизируется и создается строго установившееся движение, что обеспечивает постоянство разности уровней в уравнительном баке и любой из измерительных головок.

Изобретение повышает точность измерения за счет обеспечения строго .установившегося движения, благодаря чему..цена деления импульса остается постоянной. Благодаря тому, что контакты жидкости с остриями электродов происходят при малой скорости подъема уровня в измерительной головке, уменьшаются цена деления одного импульса и ошибка, возникающая изза возможной неточности при подсчете импульсов. Точность измерений повышается также в результате исключения температурных погрешностей, цостигаемого установлением датчиков на идентичных разветвлениях (поскольку изменение температуры жидкости в системе в этом случае вызывает одинаковое изменение уровней в измерительных головках и разность уровней не возникает, при этом повышается производительность за счет сокращения времени стабилизации цвижения в системе от 5 до 20 раз.

Установка датчиков на идентичных Разветвлениях позволяет также определить превышения между контролируемыми точками, т.е. произвести нивелирование за один замер, поскольку в этом случае разности уровней жидкости мЕжду уравнительным баком и любой иэ головок, возникаемые за счет потерь энергии, одинаковые.

1062521

Составитель. Л, Колюбакина

Редактор И.Николайчук Техред В,Далекарей Корректор С.Шекмар

Заказ 10204j41 . Тираж 602 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент, r. Ужгород,ул. Проектная, 4