一种克服静力水准仪静摩擦力提高精度的装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种降低静力水准仪测量误差的方法，特别是涉及一种克服静力水准仪静摩擦力提高精度的装置及方法。
【背景技术】
[0002]静力水准系统是测量两点或多点间相对沉降的精密仪器，主要用于隧道、大坝、核电站、高层建筑、基坑、桥梁、地铁等垂直位移和倾斜的监测。静力水准系统一般安装在被测物体等高的测墩上或被测物体墙壁等高线上，在使用中，多个静力水准仪的储液桶之间通过通液管连通，浮子位置随液位的变化而同步变化，每一个储液桶的液位由位移计测出，由此可测出各静力水准仪的液位变化量。
[0003]目前市面上常见的静力水准仪的浮子外壁与储液桶内壁之间的间隙很小，浮子与储液桶之间易发生接触，产生较大的静摩擦力，即便并未发生接触，浮子与储液桶内的液体之间也会存在静摩擦力。这个静摩擦力的值虽然不大，但当储液桶内液位变化很小时，浮子向上的力更小，浮子向上的力小于该静摩擦力时，将无法克服该静摩擦力。这种情况下，静力水准仪工作时，即使储液桶内的液位发生了变化，浮子上浮的力若达不到该静摩擦力的大小，这将导致液位在变但浮子被卡死不动，直接造成了静力水准仪的测量误差。除了浮子可能与储液桶之间产生较大的静摩擦力外，连接杆在活动过程中也可能发生偏移，连接杆与位移计之间可能发生卡死现象，这也将直接阻碍浮子的正常上浮或下沉。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种克服静力水准仪静摩擦力提高精度的装置及方法，在静力水准仪上加装动力源，通过动力源驱动液面、浮子、连接杆或储液桶动起来，使得浮子与储液桶的内壁之间或连接杆与位移计之间克服静摩擦力而产生相对运动，使浮子真实体现桶内液位变化，提高静力水准仪测量准确度。
[0005]本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:一种克服静力水准仪静摩擦力提高精度的装置，所述的静力水准仪包括位移计、储液桶和浮子，储液桶的底部与通液管相连，浮子通过连接杆安装在位移计上，所述的装置还包括动力源组件，动力源组件用于驱动浮子与储液桶的内壁之间或连接杆与位移计之间克服静摩擦力产生相对运动。
[0006]所述的动力源组件为液面驱动组件，液面驱动组件为设置于储液桶内液面下的液体泵或搅拌器。搅拌器包括叶片和搅拌电机，叶片通过搅拌轴固定安装于搅拌电机的输出轴上。
[0007]所述的动力源组件为液面驱动组件，液面驱动组件为设置于储液桶内液面下的电磁振动器。
[0008]所述的动力源组件为液面驱动组件，液面驱动组件包括L型管和气泵，L型管的底部与储液桶相连通，L型管的顶部设有开口，气泵密封安装于L型管顶部的开口处。所述的气泵为抽气泵或充气泵。
[0009]所述的动力源组件为液面驱动组件，液面驱动组件为设置于通液管内的液体泵、搅拌器或电磁振动器。
[0010]所述的动力源组件为浮子驱动组件，浮子驱动组件为气缸，气缸包括缸体和活塞杆，活塞杆伸出时能够接触到浮子并对浮子产生冲击力。气缸可以只设置一个，垂直向上安装在储液桶的底壁的中心位置，活塞杆伸出时抵压到浮子的中心(也是重心所在轴)位置。也可以设置两个气缸，分别垂直向下安装在位移计安装座上，工作时两个气缸同时向下推压浮子，可以使浮子平稳地动起来。进一步地，为了让浮子动得更平稳，可以尽量地拉宽两个气缸的活塞杆之间的距离。
[0011]所述的动力源组件为浮子驱动组件，浮子驱动组件为固定安装在浮子上的电磁振动器，电磁振动器可以贴紧在浮子底部中心位置。
[0012]所述的动力源组件为连接杆驱动组件，连接杆驱动组件为气缸，气缸包括缸体和活塞杆，活塞杆伸出时能够接触到连接杆并对连接杆产生冲击力。
[0013]所述的动力源组件为储液桶驱动组件，储液桶驱动组件为外置或内置的振动源，振动源驱动储液桶整体振动，促使浮子与储液桶的内壁之间克服静摩擦力而产生相对运动。
[0014]一种克服静力水准仪静摩擦力提高精度的方法，在静力水准仪上加装动力源组件，通过动力源组件驱动液面、浮子、连接杆或储液桶，使得浮子与储液桶的内壁之间克服静摩擦力而产生相对运动。
[0015]本发明的有益效果是:
I)在静力水准仪上加装了动力源，通过动力源驱动液面、浮子、连接杆或储液桶，可以使浮子动起来，克服浮子与储液桶的内壁之间的静摩擦力而产生相对运动，使浮子真实体现桶内液位变化，提高静力水准仪测量准确度(精度可达0.02mm左右)。
[0016]2)动力源驱动液面、浮子、连接杆或储液桶，可以使连接杆动起来，克服连接杆与位移计之间的静摩擦力，能够解决连接杆与位移计之间可能发生的卡死问题，使浮子活动起来，真实体现桶内液位变化，提高静力水准仪测量准确度。
[0017]3)振动源可由电磁振动器提供，具有体积小、成本低、运行功耗低等特点。
[0018]4)液面驱动组件采用液体泵、搅拌器或气泵，结构简单，设计合理，且实现成本低。
[0019]5)用气缸实现浮子或连接杆的驱动，结构简单，稳定性好，且实现成本低。
[0020]6)浮子驱动组件的气缸可以只设置一个，垂直向上安装在储液桶的底壁的中心位置，活塞杆伸出时抵压到浮子的中心(也是重心所在轴)位置，驱动效果平稳，不会出现越卡越紧的问题。
[0021]7)浮子驱动组件的气缸也可以设置两个，分别垂直向下安装在位移计安装座上，工作时两个气缸同时向下推压浮子，可以使浮子平稳地动起来。尽量地拉宽两个气缸的活塞杆之间的距离，可以让浮子动得更平稳。
【附图说明】
[0022]图1为本发明液面驱动组件为液体泵时的结构示意图；
图2为本发明液面驱动组件为搅拌器时的结构示意图；
图3为本发明液面驱动组件为气泵时的结构示意图； 图4为本发明浮子驱动组件为单个气缸时的结构示意图；
图5为本发明浮子驱动组件为两个气缸时的结构示意图；
图6为本发明连接杆驱动组件为单个气缸时的结构示意图；
图7为本发明连接杆驱动组件为两个气缸时的结构示意图；
图中，1-位移计，2-储液桶，3-浮子，4-通液管，5-连接杆，6-液体泵，7-叶片，8-搅拌电机，9- L型管，10-气泵，11-缸体，12-活塞杆，13-横梁。
【具体实施方式】
[0023]下面结合附图和具体实施例进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。
[0024]一种克服静力水准仪静摩擦力提高精度的装置，所述的静力水准仪包括位移计1、储液桶2和浮子3，位移计通过位移计安装座固定安装在储液桶2的上部，储液桶2的底部与通液管4相连，浮子3通过连接杆5安装在位移计I上。所述的装置还包括动力源组件，动力源组件用于驱动浮子3与储液桶2的内壁之间或连接杆与位移计之间克服静摩擦力产生相对运动。
[0025]【实施例1】如图1所示，所述的动力源组件为液面驱动组件，液面驱动组件为设置于储液桶2内液面下的液体泵6。液体泵6通电工作可以带动储液桶2内的液体发生翻滚，对浮子3产生较大的冲击力，使浮子3克服静摩擦力而上下活动起来，浮子3上下动起来之后，关闭液体泵6，浮子3很快达到动平衡，达到动平衡以后的浮子3准确体现桶内液位高度。
[0026]【实施例2】如图2所示，所述的动力源组件为液面驱动组件，液面驱动组件为设置于储液桶2内液面下的搅拌器，搅拌器包括叶片7和搅拌电机8，叶片7通过搅拌轴固定安装于搅拌电机8的输出轴上。搅拌电机8通电工作，叶片7带动储液桶2内的液体发生翻滚，对浮子3产生较大的冲击力，使浮子3克服静摩擦力而上下活动起来，浮子3上下动起来之后，关闭搅拌电机8，浮子3很快达到动平衡，达到动平衡以后的浮子3准确体现桶内液位高度。
[0027]此外，液面驱动组件也可以采用设置于储液桶2内液面下的电磁