一种激光式浮子静力水准仪的制作方法

本实用新型涉及一种激光式浮子静力水准仪。

背景技术：

目前，市场上的静力水准仪种类繁多，名称也各式各样，其从测量原理上可以分为测量液位高度和测量压力差两大类。浮子式静力水准仪是测量液位变化的静力水准仪，用于测量被测点与基准点相对沉降量，其工作的原理是基于连通器的原理，即在重力作用下一根通液管所连接的各个传感器内的液面高度应保持一致，其原理实质是通过测量传感器内的各种测距设备测得液位值，进而计算出监测点相对于基准点的沉降量。

现有的浮子式静力水准仪主要包括磁致伸缩式浮球静力水准仪和振弦浮子式静力水准仪两种类型。其中，磁致伸缩式浮球静力水准仪的分辨率较高，可达0.01mm～0.001mm。但是，此类型静力水准仪并非严格意义上的非接触式测量，使用时浮球与磁致伸缩测杆的摩擦力较大，并且现场安装时，整个传感器的不竖直度与摩擦力共同导致浮球不能在磁致伸缩测杆上自由移动，从而使磁致伸缩式浮球静力水准仪的实际分辨力普遍情况下约为0.1mm，远小于设计分辨率。而振弦浮子式静力水准仪的分辨率较低，仅为满量程的三千分之一，在振弦浮子式静力水准仪量程大于20cm时，其分辨率已经劣于0.05mm。因此，亟需一种分辨率高的静力水准仪，且能满足大量程沉降测量时具有较高分辨率的要求。

技术实现要素：

针对上述的不足，本实用新型提出一种激光式浮子静力水准仪，在产生高层差时，通过激光测距传感器分别测出被测点与基准点静力水准仪内浮子的位移值，从而获得被测点相对于基准点的沉降量。具体技术方案如下：

一种激光式浮子静力水准仪，包括浮子静力水准仪主体和激光测距传感器；所述激光测距传感器安装在浮子静力水准仪主体的顶部；所述浮子静力水准仪主体包括管状的液体容器、上部连接件、下部连接件和安装支座；所述管状的液体容器位于上部连接件和下部连接件之间，其内设有漂浮在液体表面的浮子；所述上部连接件上设有用于激光通过测量浮子测量位移值的激光测距孔，所述浮子上表面贴设有反射激光的反光贴；所述安装支座安装在下部连接件上，用于支撑和安装水准仪，其内设有连通相邻水准仪液体容器的导管装置。

优选的，所述管状的液体容器为有机玻璃管，其内的溶液为防冻液。

优选的，所述管状液体容器内的溶液高度为液体容器高度的一半。

前述的激光式浮子静力水准仪，所述管状的液体容器与上、下部连接件之间的连接方式均为螺纹连接。

前述的激光式浮子静力水准仪，所述浮子为高度略扁的圆柱状，其高度的中位线正好位于溶液表面。

前述的激光式浮子静力水准仪，其特征在于：所述上部连接件上的激光测距孔位于上部连接件的中心位置，所述浮子上面的反光贴也位于浮子的中心位置。

优选的，前述的激光式浮子静力水准仪，所述上部连接件上的激光测距孔直径为20mm。

前述的激光式浮子静力水准仪，所述安装支座通过螺杆及螺母安装固定在下部连接件上。

优选的，所述螺杆为通丝螺杆。

前述的激光式浮子静力水准仪，所述下部连接件上设有螺纹通孔，所述导管装置包括导液三通和导压液管，所述导液三通其一端通过螺纹通孔连接液体容器，其另外两端通过导压液管与相邻水准仪的导液三通相连。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型选用高精度激光测距仪做为主体传感器，实现了真正意义上的非接触式测量，消除了磁致伸缩静力水准仪浮球与测杆摩擦力较大的问题，并且极大地增加了传感器的分辨力，可使静力水准仪的实际分辨率维持在0.01mm，同时也增加了静力水准仪可用量程，具有非常好的应用前景。

附图说明

图1为本实用新型激光式浮子静力水准仪的实施示意图。

图中：1、浮子静力水准仪主体；2、激光测距传感器；3液体容器；4、上部连接件；5、下部连接件；6、安装支座；7、浮子；9、溶液；10、反光贴；11、螺杆；12、螺母；14、导液三通；15、导压液管。

具体实施方式

下面将结合实施例及附图，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。具体实施例如下：

一种激光式浮子静力水准仪，如图1所示，包括浮子静力水准仪主体1和激光测距传感器2；所述激光测距传感器2为高精度激光测距传感器，可在市面上购买到如高精度激光测距传感器cd33-120n-422等型号均可，且其安装在浮子静力水准仪主体1的顶部；所述浮子静力水准仪主体1包括管状的液体容器3、上部连接件4、下部连接件5和安装支座6；所述管状的液体容器3位于上部连接件4和下部连接件5之间，其内设有漂浮在液体表面的浮子7；所述上部连接件4上设有用于激光通过的激光测距孔，所述浮子7上贴附有反射激光的反光贴10，所述安装支座6安装在下部连接件5上，用于支撑和安装水准仪，其内设有连通相邻水准仪液体容器3的导管装置。

激光测距传感器2发出的激光通过激光测距孔照射到浮子7的反光贴10后被反射回去，并传输到电脑控制端，通过计算测算出监测点水准仪的浮子7相对于基准点水准仪浮子7的位移值，从而确定监测点相对于基准点的沉降量，从而实现了真正意义上的非接触式测量，消除了磁致伸缩静力水准仪浮球与测杆摩擦力较大的问题，并且极大地增加了传感器的分辨力，可使静力水准仪的实际分辨率维持在0.01mm，同时也增加了静力水准仪可用量程，具有非常好的应用前景。

本实施例所述的激光式浮子静力水准仪，所述管状的液体容器3为有机玻璃管，其与上、下部连接件4、5之间的连接方式均为螺纹连接；液体容器3内的溶液9为防冻液，溶液9的高度为液体容器3高度的一半。漂浮在溶液9表面的浮子7为高度略扁的圆柱状体，浮子7生产加工时，其体积与密度经过计算，可使其漂浮于溶液9表面，并且浮子的高度中线正好位于溶液表面附近。

为了，测量更加准确，本实施例所述的激光式浮子静力水准仪，其上部连接件4上的激光测距孔位于上部连接件4的正中间，直径为20mm，保证激光顺利通过；所述浮子7的上面贴附的反光贴10也位于浮子7的正中间，保证将激光反射回去。

另外，本实施例中，所述安装支座6通过螺杆11及螺母12安装固定在下部连接件5上，且所述螺杆11为通丝螺杆，便于调节液体容器3的高度及倾斜度。在下部连接件5上设有螺纹通孔，所述导管装置包括导液三通14和导压液管15，所述导液三通14其一端通过螺纹通孔连接液体容器3，其另外两端通过导压液管15与相邻水准仪的导液三通14相连，形成液体连通器，以便同时测量多个监测的沉降高度。

当多个本实施例所述的激光式浮子静力水准仪安装完成后，在产生高层差时，激光测距传感器2分别测得激光头与反光贴7之间的位移值l1～ln，再分别计算出位移变化值δl1～δln，则δln-δl1（δl1为基准点静力水准仪浮子位移变化值），即可得出n号监测点与基准点的相对沉降值。

对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的得同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。