专利名称：一种平面水平度的测量装置及其测量方法
技术领域：
本发明涉及一种精密机械设备的减震基础底座的水平度的测量装置及其测量方法，尤其涉及一种平面水平度的测量装置及其测量方法。
背景技术：
目前对于平面水平度的测量方法目前有以下几种
1、平品干涉法用光学平品的工作表面体现理想平面，直接以干涉条纹的弯曲成都确定被测表面的平面度误差值。属于用于测量小平面。2、打表测量法打表测量法是将被测零件和测微计放在标准平板上，以标准平板作为测量基准面，用测微计进行测量。3、光束平面法光束平面法是采用准值望远镜和瞄准靶镜进行测量。以上方法适用于可移动的、单个整体平面的测量，对于固定在地面或地表下(地坑内)或多个小平面的水平度无法测量。
发明内容
本发明为了解决以上问题提供了一种结构简单、使用方便、测量精确的平面水平度的测量装置及其测量方法。本发明装置的技术方案是包括差压变送器、两只水杯、两根橡胶引压管、数字电流表和电源，差压变送器分别和数字电流表和电源相连接，所述的每个水杯靠近底部位置的侧壁上设有通孔，通孔内设有铜管并焊牢，铜管引出杯体外，所述两根橡胶引压管的一端套在铜管上，另一端分别套在差压变送器的高压端口和低压端口的接口上。所述的两只水杯底部平整光滑，水杯内设有清水，水量为水杯容量的二分之一至三分之二。本发明方法的技术方案是具体测量步骤如下
1)用金属棒制作两只平底测量杯，杯子的内径不小于40mm，高度不小于IOOmm；
2)在每只杯子靠底部位置的侧壁垂直钻一个C4mm的通孔，将一根直径C 4Xlmm，长 ^-32mm的铜管插入杯子侧壁的孔内并焊牢，铜管插入杯子侧壁的深度为顶端不要超出内壁；
3)差压变送器的满量程范围在IOmmH2O 100mmH20，精度不低于0. 5级即可，量程范围的选择取决于待测平面的测量误差要求，数字电流表的量程为20mA，显示精度为小数点后三位；
4)用两根C6X Imm的橡橡胶引压管作为橡胶引压管，一端分别套在两个杯子的引出铜管上，另一端分别套在差压变送器的高压端口和低压端口的接口上，橡胶引压管的长度按照需要测量的物体的距离来定；
5)分别在两只杯子中倒入清洁的水，彻底排清橡胶引压管里的空气，杯中的水的量约为杯子容量的二分之一至三分之二；6)接差压变送器高压测量端口的测杯设定为水杯一，与差压变送器低压测量端口连接的测杯设定为水杯二。将水杯一放在待测平面上，将水杯二放在待测平面旁边放置，水杯二放置的高度与待测平面大致相等即可；
7)将差压变送器、数字电流表按要求连接，通电预热30分钟后，调节两只测杯中的水位，使电流表的输出值达到15mA左右即可；
8)测量开始，移动水杯一放在待测平面的中心点位置上，静置后，观察电流表的输出值，待电流表的输出值不变化时记下电流值Itl ；
9)依次移动水杯一，放在待测平面的不同位置上，静置后，观察电流表的输出值，待电流表的输出值不变化时，分别记下各个位置时的电流值Ii ；
10)每一点的压差值计算Ah(mm)=〔变送器量程H CmmH2O)/16 (mA)) X〔测量的电流值 I (mA) - 4 (mA)〕；
11)得出待测平面的水平度误差计算值为Δh^-Δ本发明突破传统的测量方式，用水平面作为测量基准面，通过测量不同位置容器内水位相互间压差的方法，来精确测量出不同位置的平面的水平度误差。
图1是本发明装置的结构示意图。图中1是水杯一，2是水杯二，3是铜管，4是橡胶引压管，5是差压变送器，6是电源，7是数字电流表。图2是基坑内减震簧底座水平度误差测量值的示意图。图中8是减震簧底座。图3是安装弹簧后减震芯块上设备底座水平度误差测量值的示意图。图中8是减震簧底座，9是铸铁平台。
具体实施例方式一种平面水平度的测量装置，包括差压变送器5、水杯一 1、水杯二 2、两根橡胶引压管4、数字电流表7和电源6，差压变送器5分别和数字电流表7和电源6相连接，所述的水杯一 1和水杯二 2靠近底部位置的侧壁上设有通孔，通孔内设有铜管3并焊牢，铜管3引出杯体外，所述两根橡胶引压管4的一端套在铜管3上，另一端分别套在差压变送器5的高压端口和低压端口的接口上，所述的水杯一 1和水杯二 2底部平整光滑，水杯内设有清水， 水量为水杯容量的二分之一至三分之二。一种平面水平度的测量方法，具体测量步骤如下
1)用铜棒或其它金属棒制作两只平底测量杯，水杯一1和水杯二 2的内径不小于40mm， 高度不小于IOOmm ；
2)在水杯一1和水杯二 2靠底部位置的侧壁垂直钻一个C 4mm的通孔，将一根直径C 4 X 1mm，长^_32mm的铜管3插入杯子侧壁的孔内并焊牢，铜管3插入杯子侧壁的深度为顶端不要超出内壁；
3)差压变送器5的量程范围在OmmH2O 40mmH20，精度不低于0.5级，输出4 20mA ； 数字电流表7的量程为20mA，显示精度为0-19. 999mA ；4)用两根C6X Imm的橡橡胶引压管作为橡胶引压管4，一端分别套在两个杯子的引出铜管3上，另一端分别套在差压变送器5的高压端口和低压端口的接口上，橡胶引压管3的长度按照需要测量的物体的距离来定；
5)分别在水杯一1和水杯二 2中倒入清洁的水，彻底排清橡胶引压管里的空气，两个水杯中的水的量约为杯子容量的二分之一至三分之二；
6)接差压变送器5高压测量端口的测杯设定为水杯一1，与差压变送器5低压测量端口连接的测杯设定为水杯二 2，将水杯一 1放在待测平面上，将水杯二 2放在待测平面旁边放置，水杯二 2放置的高度与待测平面大致相等即可；
7)将差压变送器5、数字电流表7按要求连接，通电预热30分钟后，调节水杯一1和水杯二 2中的水位，使数字电流表7的输出值达到15mA左右即可；
8)测量开始，移动水杯一1放在待测平面的中心点位置上，静置后，观察数字电流表7 的输出值，待数字电流表7的输出值不变化时记下电流值Itl ；
9)依次移动水杯一1，放在待测平面的不同位置上，静置后，观察电流表的输出值，待电流表的输出值不变化时，分别记下各个位置时的电流值Ii ；
10)每一点的压差值计算Ah(mm)=〔变送器量程H CmmH2O)/16 (mA)) X〔测量的电流值 I (mA) - 4 (mA)〕；
11)得出待测平面的水平度误差计算值为Δh^-Δ将一台E-2. 5型液压振动试验台，安装在大型减震基础上。首先要在基坑施工时， 将十四块减震弹簧的底座的水平度误差控制在万分之五以内，然后待安装减震芯块上的设备底座时，将两块铸铁平台9的水平度误差控制在万分之五以内，最后在设备安装固定到铸铁平台9上以后，在基坑与减震芯块之间放入时，再测量两块铸铁平台9的水平度，通过调整减震弹簧的高度，来保证设备底座水平度误差要求控制在万分之五以内。结合图2、图3对本发明做进一步说明
本测量系统的数值变化量为40 HimH2O+ (20-4) mA=2. 5 mmH20/mA，即电流值每变化 1mA，水杯一 1和水杯二 2之间的高度落差变化2. 5mm,也即电流值每变化0. 001mA，水杯一 1和水杯二 2之间的高度落差变化0. 0025mm。 基坑内十四块减震簧底座8的水平度误差测量值见附图2。在图中可以看出，在所有测量值中，最大值是15. 596mA，最小值是15. 560mA，则底座的水平度最大误差为 Δ h最大=2. 5 mmH20/mAX (15. 596mA — 15. 560mA) =0. 09mmH20,艮口 0. 09mm。安装弹簧后减震芯块上设备底座水平度误差测量值见附图3。在图中可以看出，在所有测量值中，最大值是16. 642mA，最小值是16. 620mA，则底座表面的高度最大误差为
Δ h最大=2. 5 mmH20/mAX (16. 642mA — 16. 620mA) =0. 06mmH20,艮口 0. 06mm。每块设备底座的平面尺寸为760mmX 1720mm，从测量数值中可以得到
左边底座的最大误差为 h最大=2. 5 mmH20/mAX (16. 635mA 一 16. 620mA)=0. 0375mmH20, 即0. 0375mm。水平度误差=0. 0375mm+760mm=0. 000049342,即万分之零点四九。右边底座的最大误差为h最大=2. 5 mmH20/mAX(16. 642mA— 16. 622mA)=0. 05mmH20, 即0. 05mm。水平度误差=0. 05mm76Omm=O. 00006579,即万分之零点六六。
权利要求
1.一种平面水平度的测量装置，其特征在于包括差压变送器、两只水杯、两根橡胶引压管、数字电流表和电源，差压变送器分别和数字电流表和电源相连接，所述的每个水杯靠近底部位置的侧壁上设有通孔，通孔内设有铜管并焊牢，铜管引出杯体外，所述两根橡胶引压管的一端套在铜管上，另一端分别套在差压变送器的高压端口和低压端口的接口上。
2.根据权利要求1所述的一种平面水平度的测量装置，其特征在于所述的两只水杯底部平整光滑，水杯内设有清水，水量为水杯容量的二分之一至三分之二。
3.一种平面水平度的测量方法，其特征在于具体测量步骤如下1)用金属棒制作两只平底测量杯，杯子的内径不小于40mm，高度不小于IOOmm；2)在每只杯子靠底部位置的侧壁垂直钻一个C4mm的通孔，将一根直径C 4Xlmm，长 ^-32mm的铜管插入杯子侧壁的孔内并焊牢，铜管插入杯子侧壁的深度为顶端不要超出内壁；3)差压变送器的满量程范围在IOmmH2O 100mmH20，精度不低于0. 5级即可，量程范围的选择取决于待测平面的测量误差要求，数字电流表的量程为20mA，显示精度为小数点后三位；4)用两根C6X Imm的橡橡胶引压管作为橡胶引压管，一端分别套在两个杯子的引出铜管上，另一端分别套在差压变送器的高压端口和低压端口的接口上，橡胶引压管的长度按照需要测量的物体的距离来定；5)分别在两只杯子中倒入清洁的水，彻底排清橡胶引压管里的空气，杯中的水的量约为杯子容量的二分之一至三分之二；6)接差压变送器高压测量端口的测杯设定为水杯一，与差压变送器低压测量端口连接的测杯设定为水杯二，将水杯一放在待测平面上，将水杯二放在待测平面旁边放置，水杯二放置的高度与待测平面大致相等即可；7)将差压变送器、数字电流表按要求连接，通电预热30分钟后，调节两只测杯中的水位，使电流表的输出值达到15mA左右即可；8)测量开始，移动水杯一放在待测平面的中心点位置上，静置后，观察电流表的输出值，待电流表的输出值不变化时记下电流值Itl ；9)依次移动水杯一，放在待测平面的不同位置上，静置后，观察电流表的输出值，待电流表的输出值不变化时，分别记下各个位置时的电流值Ii ；10)每一点的压差值计算Ah(mm)=〔变送器量程H CmmH2O)/16 (mA)) X〔测量的电流值 I (mA) - 4 (mA)〕；11)得出待测平面的水平度误差计算值为Δh^-Δ
全文摘要
本发明涉及一种平面水平度的测量装置及其测量方法。包括差压变送器、两只水杯、两根橡胶引压管、数字电流表和电源，具体测量步骤如下依次移动水杯一，放在待测平面的不同位置上，静置后，观察电流表的输出值，待电流表的输出值不变化时，分别记下各个位置时的电流值Ii；每一点的压差值计算△h(mm)=〔变送器量程H(mmH2O)/16(mA)〕×〔测量的电流值I(mA)－4(mA)〕；得出待测平面的水平度误差计算值为△h最大－△h最小。本发明突破传统的测量方式，用水平面作为测量基准面，通过测量不同位置容器内水位相互间压差的方法，来精确测量出不同位置的平面的水平度误差。
文档编号G01B11/30GK102401640SQ20111023715
公开日2012年4月4日 申请日期2011年8月18日 优先权日2011年8月18日
发明者李楠 申请人:扬州三叶散热器有限公司