專利名稱：光電式靜力水準(zhǔn)儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種靜力水準(zhǔn)儀，特別是涉及一種測(cè)量水位的光電式靜力水準(zhǔn)儀。
背景技術(shù)：
近年來監(jiān)測(cè)儀器迅速發(fā)展，靜力水準(zhǔn)儀也在不停的壯大，出現(xiàn)了各式各樣的靜力
水準(zhǔn)儀，主要有電容式、電感式和光電式?，F(xiàn)有的電容式和電感式靜力水準(zhǔn)儀采用的是差動(dòng)
電容或差動(dòng)電感原理制作的傳感器，當(dāng)浮子位移發(fā)生時(shí)，其產(chǎn)生的差動(dòng)電容或差動(dòng)電感也
發(fā)生變化，進(jìn)而求出浮子的位移。該類儀器產(chǎn)生的電容或電感值都是非線性的，測(cè)量結(jié)果需
要線性擬合，當(dāng)測(cè)量范圍較大時(shí)，擬合精度就達(dá)不到要求。因此，此類傳感器的量程和精度
不能兼顧，量程大時(shí)，測(cè)量精度就有所下降，測(cè)量精度高時(shí)，量程就會(huì)減小。 而已有的光電式靜力水準(zhǔn)儀采用的是光學(xué)鏡頭作為測(cè)量光路，其光學(xué)部件產(chǎn)生一
組平行光線，將浮子在不同位置的陰影由光電耦合器件采集下來并進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，以得到
浮子的位移?，F(xiàn)有的光電式靜力水準(zhǔn)儀采用的是光學(xué)鏡頭作為測(cè)量光路，其測(cè)量敏感部件
都沒有進(jìn)行密封和自除濕功能，在特別潮濕的環(huán)境下可靠性極差，甚至不能測(cè)量。 另外，現(xiàn)有靜力水準(zhǔn)儀的浮子導(dǎo)向裝置都較為復(fù)雜，有的采用導(dǎo)向桿加裝導(dǎo)向球，
有的采用彈簧及連接機(jī)構(gòu)等等，這些復(fù)雜的結(jié)構(gòu)一方面增加了成本，另一方面增加了不可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中靜力水準(zhǔn)儀測(cè)量精度差，量程小的問題，本發(fā)明提供一種量
程大、精度高，浮子導(dǎo)向較為簡(jiǎn)單且實(shí)用的，能適應(yīng)特別潮濕環(huán)境的靜力水準(zhǔn)儀。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是 —種光電式靜力水準(zhǔn)儀，包括容器和密封殼體，所述容器的頂端通過螺釘與密封殼體底端固定連接，且密封殼體和容器上下連通，其特征在于還包括浮子、導(dǎo)向桿、不銹鋼絲、線陣點(diǎn)光源、光電耦合器件和控制電路，在容器內(nèi)設(shè)有能夠隨液面上下浮動(dòng)的浮子，在容器的底部向上延伸設(shè)有導(dǎo)向桿，導(dǎo)向桿穿過浮子且伸入到密封殼體內(nèi)，在浮子的頂部固定連接有不銹鋼絲，所述不銹鋼絲與導(dǎo)向桿相垂直；在密封殼體內(nèi)導(dǎo)向桿的兩側(cè)對(duì)應(yīng)設(shè)置有線陣點(diǎn)光源和光電耦合器件，在密封殼體的上端設(shè)置有控制電路，所述控制電路通過信號(hào)線分別與線陣點(diǎn)光源和光電耦合器件相連接。 前述的一種光電式靜力水準(zhǔn)儀，其特征在于在導(dǎo)向桿和線陣點(diǎn)光源之間設(shè)有具有自加熱功能的加熱片。 前述的一種光電式靜力水準(zhǔn)儀，其特征在于所述導(dǎo)向桿是表面經(jīng)過研磨處理的直桿。 前述的一種光電式靜力水準(zhǔn)儀，其特征在于在浮子上下兩端固定設(shè)置有與導(dǎo)向桿滑動(dòng)配合的兩個(gè)滑套，滑套與導(dǎo)向桿配合面為半圓形或三角形。
前述的一種光電式靜力水準(zhǔn)儀，其特征在于所述滑套采用聚四氟乙烯材料。
前述的一種光電式靜力水準(zhǔn)儀，其特征在于所述不銹鋼絲的直徑為lmm。
本發(fā)明的有益效果是 本發(fā)明由于采用經(jīng)過研磨的、直線度很高的直桿作為導(dǎo)向桿，采用了經(jīng)過特殊設(shè) 計(jì)的半圓形或三角形配合面的滑套作為與導(dǎo)向桿進(jìn)行滑動(dòng)配合的零件，浮子在導(dǎo)向桿上的 摩擦力得到了極大的減少，大大提高了測(cè)量精度。同時(shí)由于采用了線陣點(diǎn)光源，避免了光學(xué) 鏡頭作為光路時(shí)會(huì)產(chǎn)生霉變的可能，提高了儀器的可靠性。另外由于采用了密封殼體將線 陣點(diǎn)光源、光電耦合器件、控制電路等設(shè)備都進(jìn)行了密封，且利用加熱片的自加熱功能，使 該儀器能夠適應(yīng)特別潮濕的環(huán)境。


圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。 如圖1所示，一種光電式靜力水準(zhǔn)儀，包括容器1、導(dǎo)向桿2、浮子3、密封殼體4、光 電耦合器件5、控制電路6、不銹鋼絲7、線陣點(diǎn)光源8、加熱片9和滑套10，容器1的頂端通 過螺釘與密封殼體4底端固定連接，且密封殼體4和容器1上下連通，在容器1內(nèi)設(shè)有能夠 隨液面上下浮動(dòng)的浮子3，在容器1的底部向上延伸設(shè)有導(dǎo)向桿2，導(dǎo)向桿2穿過浮子3且 伸入到密封殼體4內(nèi)，在浮子3的頂部固定連接有直徑為lmm的不銹鋼絲7，所述不銹鋼絲 7與導(dǎo)向桿2相垂直；在密封殼體4內(nèi)導(dǎo)向桿2的兩側(cè)對(duì)應(yīng)設(shè)置有線陣點(diǎn)光源8和光電耦 合器件5，在密封殼體4的上端設(shè)置有控制電路6，所述控制電路6通過信號(hào)線分別與線陣 點(diǎn)光源8和光電耦合器件5相連接。當(dāng)待測(cè)部分發(fā)生沉陷或上升時(shí)，液面就會(huì)發(fā)生相應(yīng)的 變化，浮子3在液面的帶動(dòng)下也會(huì)產(chǎn)生上下位移，固定于浮子3上的不銹鋼絲7就會(huì)在光電 耦合器件5上產(chǎn)生不同位置的陰影，記錄下陰影的位置就可以計(jì)算出待測(cè)部位發(fā)生的位移 本發(fā)明利用密封殼體4將線陣點(diǎn)光源8、光電耦合器件5、和控制電路6都密封其 中，同時(shí)在密封殼體的導(dǎo)向桿2和線陣點(diǎn)光源8之間設(shè)有具有自加熱功能的加熱片9，這樣 能有效的消除潮濕環(huán)境中測(cè)量器件表面的結(jié)露問題，使其能適應(yīng)特別潮濕的環(huán)境。在浮子 3上下兩端固定設(shè)置有與導(dǎo)向桿2滑動(dòng)配合的兩個(gè)滑套10，滑套10的材料采用帶有自潤(rùn)滑 功能的材料，如聚四氟乙烯等?；?0與導(dǎo)向桿2的配合面加工成半圓形或三角形，且與 導(dǎo)向桿2的接觸為線接觸，導(dǎo)向桿2是表面經(jīng)過研磨處理，是直線度很高的直桿。這樣在滑 動(dòng)時(shí)極大的減小了導(dǎo)向桿2與滑套10之間的摩擦，提高了儀器的靈敏度和精度。
本發(fā)明的工作過程如下將容器1固定于測(cè)點(diǎn)位置，當(dāng)測(cè)點(diǎn)位置發(fā)生垂向位移時(shí)， 液位隨之升降，浮子3上下運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)浮子3頂端的不銹鋼絲7上下移動(dòng)。測(cè)量時(shí)依次 點(diǎn)亮線陣點(diǎn)光源8的各個(gè)點(diǎn)光源，其中的某個(gè)點(diǎn)光源A就會(huì)照射到不銹鋼絲7，不銹鋼絲7 的陰影就會(huì)成像到其后的光電耦合器件5上，通過控制電路6處理就會(huì)把陰影在光電耦合 器件5上的位置采集并保存起來，同時(shí)記下這個(gè)點(diǎn)光源A位置，并將此數(shù)據(jù)作為第一組數(shù) 據(jù)。當(dāng)另外的某個(gè)點(diǎn)光源B也照射到不銹鋼絲7，且不銹鋼絲7陰影也成像到光電耦合器件 5上時(shí)，同樣保存此數(shù)據(jù)，同時(shí)也記下這個(gè)點(diǎn)光源B位置，將之作為第二組數(shù)據(jù)，將這兩組數(shù)據(jù)經(jīng)過計(jì)算處理，就會(huì)得到不銹鋼絲7此時(shí)的位置，和不銹鋼絲7的初始位置進(jìn)行比較，就 可以得到不銹鋼絲7移動(dòng)的距離，進(jìn)而知道浮子3移動(dòng)的距離。 顯示和描述了本發(fā)明的基本原理和主要特征和本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員 應(yīng)該了解，本發(fā)明不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本發(fā)明 的原理，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和 改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。本發(fā)明要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效 物界定。
權(quán)利要求
一種光電式靜力水準(zhǔn)儀，包括容器和密封殼體，所述容器的頂端通過螺釘與密封殼體底端固定連接，且密封殼體和容器上下連通，其特征在于還包括浮子、導(dǎo)向桿、不銹鋼絲、線陣點(diǎn)光源、光電耦合器件和控制電路，在容器內(nèi)設(shè)有能夠隨液面上下浮動(dòng)的浮子，在容器的底部向上延伸設(shè)有導(dǎo)向桿，導(dǎo)向桿穿過浮子且伸入到密封殼體內(nèi)，在浮子的頂部固定連接有不銹鋼絲，所述不銹鋼絲與導(dǎo)向桿相垂直；在密封殼體內(nèi)導(dǎo)向桿的兩側(cè)對(duì)應(yīng)設(shè)置有線陣點(diǎn)光源和光電耦合器件，在密封殼體的上端設(shè)置有控制電路，所述控制電路通過信號(hào)線分別與線陣點(diǎn)光源和光電耦合器件相連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種光電式靜力水準(zhǔn)儀，其特征在于在導(dǎo)向桿和線陣點(diǎn)光 源之間設(shè)有具有自加熱功能的加熱片。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種光電式靜力水準(zhǔn)儀，其特征在于所述導(dǎo)向桿是表面經(jīng) 過研磨處理的直桿。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種光電式靜力水準(zhǔn)儀，其特征在于在浮子上下兩端固定 設(shè)置有與導(dǎo)向桿滑動(dòng)配合的兩個(gè)滑套，滑套與導(dǎo)向桿配合面為半圓形或三角形。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種光電式靜力水準(zhǔn)儀，其特征在于所述滑套采用聚四氟 乙烯材料。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種光電式靜力水準(zhǔn)儀，其特征在于所述不銹鋼絲的直徑為lmmc
全文摘要
本發(fā)明公開了一種光電式靜力水準(zhǔn)儀，包括容器和密封殼體，其特征在于還包括浮子、導(dǎo)向桿、不銹鋼絲、線陣點(diǎn)光源、光電耦合器件和控制電路，在容器內(nèi)設(shè)有能夠隨液面上下浮動(dòng)的浮子，在容器的底部向上延伸設(shè)有導(dǎo)向桿，在浮子的頂部固定連接有不銹鋼絲，所述不銹鋼絲與導(dǎo)向桿相垂直；在密封殼體內(nèi)導(dǎo)向桿的兩側(cè)對(duì)應(yīng)設(shè)置有線陣點(diǎn)光源和光電耦合器件，在密封殼體的上端設(shè)置有控制電路，所述控制電路通過信號(hào)線分別與線陣點(diǎn)光源和光電耦合器件相連接。本發(fā)明解決了現(xiàn)有技術(shù)中靜力水準(zhǔn)儀測(cè)量精度差，量程小的問題，提供一種量程大、精度高，浮子導(dǎo)向較為簡(jiǎn)單且實(shí)用的，能適應(yīng)特別潮濕環(huán)境的靜力水準(zhǔn)儀。
文檔編號(hào)G01C5/04GK101793512SQ20101013283
公開日2010年8月4日 申請(qǐng)日期2010年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月24日
發(fā)明者劉冠軍, 盧欣春, 李學(xué)勝, 王軍濤, 藍(lán)彥, 鄒念椿 申請(qǐng)人:國(guó)網(wǎng)電力科學(xué)研究院;南京南瑞集團(tuán)公司