專利名稱：高差儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種水平和標(biāo)高的測量儀器，用于測定地面上任意兩點是否處于同一個水平面內(nèi)，或它們所處位置的高度差值。
測定水平和標(biāo)高的儀器已有水平尺和水準(zhǔn)儀。水平尺適于規(guī)則連續(xù)平面使用，不適于建筑地面使用；水準(zhǔn)儀用于大地測量，對于距離近，有隔墻的地面的水平和高差的測量，則無法勝任；現(xiàn)場上雖有用等徑連通管測量水平的，但很麻煩，一個人無法操作，誤差很大、讀不出高差值。
本實用新型的目的是提供一種建筑工地使用的，測定水平、坡度的，人人會用的，攜帶使用方便的，測量精度較高的新型儀器。
本實用新型利用連通器原理，采用一個內(nèi)徑較大的貯液桶和一個與之連通的內(nèi)徑較小的觀測管等組成。新儀器的貯液桶安放在升降管上，觀測管安裝在伸縮管內(nèi)。伸縮管安裝在有底座的支座管內(nèi)。升降管與支架管、伸縮管與支座管、觀測管與伸縮管，皆采用聯(lián)接定位零件和彈簧夾子定位夾緊。觀測管刻度段的實際長度比示出的值小。
以下結(jié)合附圖對實用新型做進一步說明。


圖1高差儀的構(gòu)造圖圖2貯液桶和支架管聯(lián)接圖圖3聯(lián)接定位零件圖圖4升降管和支架管聯(lián)接定位圖圖5支座管和伸縮管、伸縮管和觀測管聯(lián)接定位圖圖6觀測管圖圖7高差儀原理圖圖中符號表示的意義如下1-貯液桶 2-圓柱體 3-升降管 4-三腳架 5-支架管 6-聯(lián)接定位件 7-彈簧夾子 8-旋塞 9連通管 10-底座 11-支座管 12-伸縮管 13-觀測管貯液桶1為一個貯有顯示液的內(nèi)徑較大的圓筒狀有蓋容器，蓋上有提梁，蓋可防止灰塵和雜物落入，提梁可用于懸掛貯液桶。貯液桶底的中心有一圓孔，用于固定底外的圓柱體2，圓柱體2插入升降管3內(nèi)，升降管3安裝在三腳架4的支架管5內(nèi)，升降管3在支架管5內(nèi)的升降位置，采用特制的聯(lián)接定位零件6和彈簧夾子7固定。貯液桶底的外圈處還有一個圓孔，用于安裝旋塞8。連通管9通過底座10上的支座管11下部的側(cè)孔，進入支座管11，伸縮管12，把觀測管13與旋塞8連在一起。伸縮管10在支座管11內(nèi)、觀測管13在伸縮管12內(nèi)的位置，仍采用聯(lián)接定位零件6和彈簧夾子7固定。經(jīng)過以上安裝聯(lián)接一臺新的儀器就形成了。
三腳架是一個類似傘蓬似的結(jié)構(gòu)，有三條支腿和一個三支點的支件，張開時能把貯液桶支持在空中，收攏后可放在一起，便于收藏攜帶。升降管3在支架管5內(nèi)能升降定位，觀測管13在伸縮管12內(nèi)，伸縮管12在支座管11內(nèi)能自由伸縮定位，目的是把貯液桶1和觀測管13，支持在適合觀測者蹲下和站立時的不同觀測高度。聯(lián)接固定零件6為一個內(nèi)徑不等的筒件，下部圓筒分別與支架管5、支座管11、伸縮管12牢固的配合成一體，上部的圓筒沿中心線削掉一半，剩下的一半與彈簧夾子7的一翼相連。平時彈簧夾子7夾住升降管3、伸縮管12、觀測管13，當(dāng)要升降升降管3、伸縮伸縮管12，觀測管13時，先用左手握住上述管子，再用右手松開彈簧夾子7，然后再把這些管子提升或降落至所需高度，再夾緊彈簧夾子7重新夾住管子，管子就被定位在新的高度。工作完畢，松開彈簧夾子7，把升降管3收進支架管5內(nèi)，把觀測管13收進伸縮管12內(nèi)，把伸縮管12收進支座管11內(nèi)，這樣不僅便于收藏攜帶，而且有利于保護觀測管。
本實用新型是這樣工作的把貯液桶1支架到合適的觀察高度，始終固定不動，把底座10放置在待測的位置A，打開旋塞2，顯示液便流經(jīng)連通管9，進入觀測管13內(nèi)，待液流靜止后、液面便停止在觀測管13的某一刻度值上，記下這一數(shù)值，然后移動底座10至待測的位置B，待液流靜止后，如果液面仍然停留在原來的數(shù)值上，說明位置B和A處于同一水平面上；如果液面上升了，說明位置B比A低；如果液面下降了說明位置B比A高。位置B比A究竟低或高多少呢？可從高差儀的原理圖2中計算出來。
設(shè)貯液桶的內(nèi)徑為D，觀測管的內(nèi)徑為d，觀測管在位置A、B時液柱高度值分別為hA、hB，這時觀測管內(nèi)液柱上升的值為h，位置B和位置A的高差值為XX＝H＋hB－h(huán)A＝H＋h因為流入觀測管的液體體積等于流出貯液桶的液體體積，所以H＝d2/D2·h當(dāng)D較大、d較小時，d2/D2值就很小了，如h值也不大，H值就可以忽不計了，即X≈h也就是位置B與位置A的高差值，可近似的視為觀測管內(nèi)液柱上升或下降的值，但因X＝h＋H＝h＋d2/D2h＝(1＋d2/D2)h，所以為了讓觀測管內(nèi)液柱上升或下降的值能正確反映位置B與A的高差，我們把觀測管上刻度段的實際長度比示值縮小了(1＋d2/D2)倍，即觀測管上刻度段的實際長度比示值小，如觀測管上的示值是100mm，則觀測管的實際長度只有100/(1＋d2/D2)mm，這樣我們就可以從觀測管上直接讀出位置B和A的高差了。
本實用新型的貯液桶為不銹鋼制作、內(nèi)徑130m、高135mm，這樣體積不大，便于隨身攜帶。觀測管為石英玻璃管、內(nèi)徑10mm、長550mm，為增加強度，觀測管的上口外緣應(yīng)加厚；為與連通管連接，觀測管的下部應(yīng)有一小段倒錐形。在觀測管397。65mm的一段長度上，均勻刻制400個格，每個格的示值為1mm。觀測管的示值上小下大，液柱上升，其值由大變小，所測位置較低；液柱下降，其值由小變大，所測位置較高，這樣符合人們的思維習(xí)慣。三腳架的高度為800mm，支座管的高度為700mm，這樣在貯液桶和觀測管內(nèi)形成的第一個液面高度約為900mm，適合一個人蹲著工作時觀測；升降管升起的高度為1300mm，伸縮管升起的高度為1200mm，這樣在貯液桶和觀測管內(nèi)形成的第二個液面高度約為1400mm，適合檢查人員站立觀測。觀測時，觀測管的刻度部分應(yīng)完全露出伸縮管外。因此本儀器的高差量程為400mm，測量誤差小于1mm。連通管選用透明塑膠軟管、長度8mm，這樣測量直徑可達10m以上，如測量范圍較大時，可加接備用連通管。使用時要排凈連通管內(nèi)的空氣。支座管分別放到待測的各個位置上去，根據(jù)觀測管內(nèi)液柱數(shù)值的變化，便可計算出所測位置的高差值了。不用時關(guān)閉旋塞，拔掉連通管，提起貯液桶，收起支架，便可以把整個儀器放在一個筒形盒子里背走。
這種高差儀在工程上用途很廣，在搗制水磨石地面時，用它指導(dǎo)抄平工作，可以減少磨削量，并提高工程質(zhì)量；在做有地漏房間地面時，用它協(xié)助找勻坡度，可以防止跑水；如果再用它設(shè)定居室和廳的地面，高于廚房和衛(wèi)生間地面，則可以從根本上杜絕居民家里“水災(zāi)”事故的發(fā)生，建筑物的地面不僅應(yīng)是光滑的，而且也應(yīng)是高度水平的，利用高差儀可以很容易的控制和檢查地面的水平。在兩根鋼軌的水平，吊車梁的拱度和撓度的測量中，也離不開這種高差儀。它也可供作學(xué)生的教具。
權(quán)利要求一種由貯液桶、連通管、觀測管、升降管、伸縮管和聯(lián)接定位零件等組成的高差儀，其特征在于所述的貯液桶和觀測管的內(nèi)徑不相等，貯液桶的內(nèi)徑較大，觀測管的內(nèi)徑較小，觀測管刻度段的實際長度比示出的值小，支架管和升降管、支座管和伸縮管，觀測管和伸縮管的升降定位皆采用一個上部削掉一半、內(nèi)徑不等的筒形聯(lián)接定位件和彈簧夾子固定夾緊。
專利摘要一種由連通管聯(lián)接起來的內(nèi)徑較大的貯液桶和內(nèi)徑較小的觀測管等組成的高差儀,能從觀測管上讀出被測位置的標(biāo)高數(shù)值。用于抄平地面、制作坡度、測量水平、設(shè)定高差,也可用于檢驗鋼軌水平、吊車拱度、撓度,是瓦工、維修工和質(zhì)檢人員必備的新式儀器。
文檔編號G01C5/04GK2469414SQ0120942
公開日2002年1月2日 申請日期2001年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月16日
發(fā)明者鄭負 申請人:鄭負