专利名称：光电式静力水准仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种静力水准仪，特别是涉及一种测量水位的光电式静力水准仪。
背景技术：
近年来监测仪器迅速发展，静力水准仪也在不停的壮大，出现了各式各样的静力
水准仪，主要有电容式、电感式和光电式。现有的电容式和电感式静力水准仪采用的是差动
电容或差动电感原理制作的传感器，当浮子位移发生时，其产生的差动电容或差动电感也
发生变化，进而求出浮子的位移。该类仪器产生的电容或电感值都是非线性的，测量结果需
要线性拟合，当测量范围较大时，拟合精度就达不到要求。因此，此类传感器的量程和精度
不能兼顾，量程大时，测量精度就有所下降，测量精度高时，量程就会减小。 而已有的光电式静力水准仪采用的是光学镜头作为测量光路，其光学部件产生一
组平行光线，将浮子在不同位置的阴影由光电耦合器件采集下来并进行数据处理，以得到
浮子的位移。现有的光电式静力水准仪采用的是光学镜头作为测量光路，其测量敏感部件
都没有进行密封和自除湿功能，在特别潮湿的环境下可靠性极差，甚至不能测量。 另外，现有静力水准仪的浮子导向装置都较为复杂，有的采用导向杆加装导向球，
有的采用弹簧及连接机构等等，这些复杂的结构一方面增加了成本，另一方面增加了不可靠性。
发明内容
为了解决现有技术中静力水准仪测量精度差，量程小的问题，本发明提供一种量
程大、精度高，浮子导向较为简单且实用的，能适应特别潮湿环境的静力水准仪。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是 —种光电式静力水准仪，包括容器和密封壳体，所述容器的顶端通过螺钉与密封壳体底端固定连接，且密封壳体和容器上下连通，其特征在于还包括浮子、导向杆、不锈钢丝、线阵点光源、光电耦合器件和控制电路，在容器内设有能够随液面上下浮动的浮子，在容器的底部向上延伸设有导向杆，导向杆穿过浮子且伸入到密封壳体内，在浮子的顶部固定连接有不锈钢丝，所述不锈钢丝与导向杆相垂直；在密封壳体内导向杆的两侧对应设置有线阵点光源和光电耦合器件，在密封壳体的上端设置有控制电路，所述控制电路通过信号线分别与线阵点光源和光电耦合器件相连接。 前述的一种光电式静力水准仪，其特征在于在导向杆和线阵点光源之间设有具有自加热功能的加热片。 前述的一种光电式静力水准仪，其特征在于所述导向杆是表面经过研磨处理的直杆。 前述的一种光电式静力水准仪，其特征在于在浮子上下两端固定设置有与导向杆滑动配合的两个滑套，滑套与导向杆配合面为半圆形或三角形。
前述的一种光电式静力水准仪，其特征在于所述滑套采用聚四氟乙烯材料。
前述的一种光电式静力水准仪，其特征在于所述不锈钢丝的直径为lmm。
本发明的有益效果是 本发明由于采用经过研磨的、直线度很高的直杆作为导向杆，采用了经过特殊设 计的半圆形或三角形配合面的滑套作为与导向杆进行滑动配合的零件，浮子在导向杆上的 摩擦力得到了极大的减少，大大提高了测量精度。同时由于采用了线阵点光源，避免了光学 镜头作为光路时会产生霉变的可能，提高了仪器的可靠性。另外由于采用了密封壳体将线 阵点光源、光电耦合器件、控制电路等设备都进行了密封，且利用加热片的自加热功能，使 该仪器能够适应特别潮湿的环境。
图1为本发明结构示意图。
具体实施例方式
下面结合附图对本发明作进一步的描述。 如图1所示，一种光电式静力水准仪，包括容器1、导向杆2、浮子3、密封壳体4、光 电耦合器件5、控制电路6、不锈钢丝7、线阵点光源8、加热片9和滑套10，容器1的顶端通 过螺钉与密封壳体4底端固定连接，且密封壳体4和容器1上下连通，在容器1内设有能够 随液面上下浮动的浮子3，在容器1的底部向上延伸设有导向杆2，导向杆2穿过浮子3且 伸入到密封壳体4内，在浮子3的顶部固定连接有直径为lmm的不锈钢丝7，所述不锈钢丝 7与导向杆2相垂直；在密封壳体4内导向杆2的两侧对应设置有线阵点光源8和光电耦 合器件5，在密封壳体4的上端设置有控制电路6，所述控制电路6通过信号线分别与线阵 点光源8和光电耦合器件5相连接。当待测部分发生沉陷或上升时，液面就会发生相应的 变化，浮子3在液面的带动下也会产生上下位移，固定于浮子3上的不锈钢丝7就会在光电 耦合器件5上产生不同位置的阴影，记录下阴影的位置就可以计算出待测部位发生的位移 本发明利用密封壳体4将线阵点光源8、光电耦合器件5、和控制电路6都密封其 中，同时在密封壳体的导向杆2和线阵点光源8之间设有具有自加热功能的加热片9，这样 能有效的消除潮湿环境中测量器件表面的结露问题，使其能适应特别潮湿的环境。在浮子 3上下两端固定设置有与导向杆2滑动配合的两个滑套10，滑套10的材料采用带有自润滑 功能的材料，如聚四氟乙烯等。滑套10与导向杆2的配合面加工成半圆形或三角形，且与 导向杆2的接触为线接触，导向杆2是表面经过研磨处理，是直线度很高的直杆。这样在滑 动时极大的减小了导向杆2与滑套10之间的摩擦，提高了仪器的灵敏度和精度。
本发明的工作过程如下将容器1固定于测点位置，当测点位置发生垂向位移时， 液位随之升降，浮子3上下运动，从而带动浮子3顶端的不锈钢丝7上下移动。测量时依次 点亮线阵点光源8的各个点光源，其中的某个点光源A就会照射到不锈钢丝7，不锈钢丝7 的阴影就会成像到其后的光电耦合器件5上，通过控制电路6处理就会把阴影在光电耦合 器件5上的位置采集并保存起来，同时记下这个点光源A位置，并将此数据作为第一组数 据。当另外的某个点光源B也照射到不锈钢丝7，且不锈钢丝7阴影也成像到光电耦合器件 5上时，同样保存此数据，同时也记下这个点光源B位置，将之作为第二组数据，将这两组数据经过计算处理，就会得到不锈钢丝7此时的位置，和不锈钢丝7的初始位置进行比较，就 可以得到不锈钢丝7移动的距离，进而知道浮子3移动的距离。 显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员 应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明 的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和 改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效 物界定。
权利要求
一种光电式静力水准仪，包括容器和密封壳体，所述容器的顶端通过螺钉与密封壳体底端固定连接，且密封壳体和容器上下连通，其特征在于还包括浮子、导向杆、不锈钢丝、线阵点光源、光电耦合器件和控制电路，在容器内设有能够随液面上下浮动的浮子，在容器的底部向上延伸设有导向杆，导向杆穿过浮子且伸入到密封壳体内，在浮子的顶部固定连接有不锈钢丝，所述不锈钢丝与导向杆相垂直；在密封壳体内导向杆的两侧对应设置有线阵点光源和光电耦合器件，在密封壳体的上端设置有控制电路，所述控制电路通过信号线分别与线阵点光源和光电耦合器件相连接。
2. 根据权利要求1所述的一种光电式静力水准仪，其特征在于在导向杆和线阵点光 源之间设有具有自加热功能的加热片。
3. 根据权利要求2所述的一种光电式静力水准仪，其特征在于所述导向杆是表面经 过研磨处理的直杆。
4. 根据权利要求3所述的一种光电式静力水准仪，其特征在于在浮子上下两端固定 设置有与导向杆滑动配合的两个滑套，滑套与导向杆配合面为半圆形或三角形。
5. 根据权利要求4所述的一种光电式静力水准仪，其特征在于所述滑套采用聚四氟 乙烯材料。
6. 根据权利要求5所述的一种光电式静力水准仪，其特征在于所述不锈钢丝的直径为lmmc
全文摘要
本发明公开了一种光电式静力水准仪，包括容器和密封壳体，其特征在于还包括浮子、导向杆、不锈钢丝、线阵点光源、光电耦合器件和控制电路，在容器内设有能够随液面上下浮动的浮子，在容器的底部向上延伸设有导向杆，在浮子的顶部固定连接有不锈钢丝，所述不锈钢丝与导向杆相垂直；在密封壳体内导向杆的两侧对应设置有线阵点光源和光电耦合器件，在密封壳体的上端设置有控制电路，所述控制电路通过信号线分别与线阵点光源和光电耦合器件相连接。本发明解决了现有技术中静力水准仪测量精度差，量程小的问题，提供一种量程大、精度高，浮子导向较为简单且实用的，能适应特别潮湿环境的静力水准仪。
文档编号G01C5/04GK101793512SQ20101013283
公开日2010年8月4日 申请日期2010年3月24日 优先权日2010年3月24日
发明者刘冠军, 卢欣春, 李学胜, 王军涛, 蓝彦, 邹念椿 申请人:国网电力科学研究院;南京南瑞集团公司