專利名稱：差分水平檢測(cè)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種水平檢測(cè)儀，尤其涉及一種差分水平檢測(cè)器。
人們?cè)谏a(chǎn)勞動(dòng)和社會(huì)生活中時(shí)常會(huì)遇到水平檢測(cè)的問題，目前已被廣泛采用的是氣泡測(cè)試法(如

圖1所示)，它根據(jù)液體重力移動(dòng)原理制成，用一透明管，內(nèi)裝有液體，因透明管內(nèi)留有空氣故存在氣泡，當(dāng)A端高于B端時(shí)，液體流向B端，而氣泡便向A端移去；反之當(dāng)B端高于A端時(shí)，液體流向A端，而氣泡便向B端移去；當(dāng)A端與B端在同一水平面時(shí)，氣泡位于中間。因此，只有當(dāng)A端與B端接近某一水平面但并非完全在同一水平面時(shí)，氣泡應(yīng)當(dāng)近似居中，而在實(shí)際測(cè)試應(yīng)用中，由于氣泡有一定的體積，隨著液體重力移動(dòng)其形狀也隨之變化，并受諸如溫度、濕度等各方面的條件限制，使得這種測(cè)試儀中的氣泡經(jīng)常處在近似居中的位置，因此在進(jìn)一步提高測(cè)試精度上受到一定的制約。
本實(shí)用新型的目的是提供一種改進(jìn)的差分水平檢測(cè)器，它能克服因測(cè)量環(huán)境溫度與濕度變化而帶來的測(cè)量誤差，以提高測(cè)試精確度。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種差分水平檢測(cè)器，包括由透明材料制成的測(cè)量框體；設(shè)置在測(cè)量框體內(nèi)的透明的測(cè)量容器；灌裝在測(cè)量容器內(nèi)的液體；所述的測(cè)量框體由兩個(gè)完全對(duì)稱的A相體和B相體合二為一組成，在A和B兩相體中各設(shè)有一形狀相同與大小一致的可灌裝液體的測(cè)量容器；所述的A和B兩相體內(nèi)設(shè)置的測(cè)量容器均由互相連接且相通的差分管、非差分管、氣相管、液相管組成。
本實(shí)用新型由于采用兩個(gè)完全對(duì)稱的A相體和B相體合二為一成一體，即采用了兩個(gè)完全相同的物理參數(shù)，根據(jù)兩相體緊靠的兩差分管中液體高低的差值為水平偏離程度的大小，從而消除了因測(cè)試環(huán)境的溫度與濕度變化而帶來測(cè)量誤差，提高了測(cè)試的精確度。
以下結(jié)合附圖詳細(xì)說明本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，從中也可以看出本實(shí)用新型的其它的目的和優(yōu)點(diǎn)。
圖1是現(xiàn)有的氣泡測(cè)儀示意圖。
圖2是本實(shí)用新型差分水平檢測(cè)器A和B兩相體中測(cè)量容器示意圖。
圖3是本實(shí)用新型差分水平檢測(cè)器影響測(cè)量精度的測(cè)量容器結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4是本實(shí)用新型差分水平檢測(cè)器結(jié)構(gòu)示意圖。
參見圖2至圖4，其中(1)是測(cè)量框體，所述的測(cè)量框體(1)由透明材料制成且表面平整光滑的長(zhǎng)方形，其上表面與下表面互為平行面，其左側(cè)表面與右側(cè)表面、前表面與后表面互為平行面且與上表面和下表面垂直；在前后表面中部設(shè)有測(cè)試刻度表；所述的測(cè)量框體(1)由完全對(duì)稱的A相體(11)和B相體(12)合二為一組成，在A相體(11)和B相體(12)中各設(shè)有一形狀相同且大小一致的可灌裝液體的測(cè)量容器(21)和(22)；所述的A相體(11)和B相體(12)內(nèi)的測(cè)量容器(21)和(22)均由互相連接且相通的差分管(211)和(221)、非差分管(212)和(222)、氣相管(213)和(223)、液相管(214)和(215)四管組成。
參見圖3，若設(shè)差分管(211)和(221)的直徑為D1，非差分管(212)和(222)的直徑為D2，差分管(211)和(221)與非差分管(212)和(222)之間的中心距離為L(zhǎng)1，差分值為Δ，對(duì)應(yīng)差分值Δ的水平角度為α，對(duì)液體粘稠度忽略不計(jì)，根據(jù)三角函數(shù)和幾何定理，得到，2L1·tgα ＝Δ(1+D12/D22)分析上式可以得出若D1、D2為不變常量，差分管與非差分管之間的中心距離L1取值越大同等的水平度角α所測(cè)得的差分值Δ就越大；若L1為不變常量，差分管與非差分管直徑之比(D1/D2)的值越小(即D1＜D2)，同等的水平度角α所測(cè)得差分值Δ就越大。
以上分析得出，本實(shí)用新型的差分水平檢測(cè)器的測(cè)試分辨率取決于差分管與非差分管之間的中心距離以及差分管與非差分管直徑之比的幾何尺寸。
為此，在本實(shí)用新型中(參見圖4)，由差分管(211)和(221)、非差分管(212)和(222)、氣相管(213)和(223)、液相管(214)和(224)四管圍成的測(cè)量容器(21)和(22)為矩形，其中，差分管(211)和(221)與非差分管(212)和(222)之間的中心距離L1比氣相管(213)和(223)與液相管(214)和(224)之間的中心距離L2長(zhǎng)，即氣相管(213)和(223)與液相管(214)和(224)比差分管(211)和(221)與非差分管(212)和(222)長(zhǎng)。所述的差分管(211)和(221)的直徑D1小于非差分管(212)和(222)的直徑D2。所述的差分管(211)和(221)與非差分管(212)和(222)與測(cè)量框體(1)的上下表面垂直。上述的可灌裝測(cè)量液體(3)的測(cè)量容器(21)和(22)可以在由透明材料制成的測(cè)量框體(1)中設(shè)置凹槽構(gòu)成。為提高測(cè)試分辨率，所述的測(cè)量液體(3)采用粘稠度低的液體，在本實(shí)用新型中采用了汽油充當(dāng)測(cè)量液體。
為了進(jìn)一步提高測(cè)試的精度，若設(shè)最大水平測(cè)試角為αs，
差分水平檢測(cè)精度為e，則 (D1、D2、L均為不變常量)式中 由上式可知，當(dāng)差分管和非差分管的直徑以及差分管與非差分管之間的中心距離為不變的常量時(shí)，差分水平檢測(cè)器的最大水平程度測(cè)試角越小，則所測(cè)得的水平度角值的精度越高。
因此，為了獲得較為理想的測(cè)試精度，即為了得到測(cè)試較大水平度角時(shí)能具有較為理想的測(cè)試精度，在實(shí)際應(yīng)用的設(shè)計(jì)時(shí)可作些適當(dāng)?shù)难a(bǔ)償修正，如非線性刻度Δ修正法，它是將差分水平檢測(cè)器的差分刻度設(shè)計(jì)成三角函數(shù)的正切刻度，以減少測(cè)試誤差，提高測(cè)量精度。即 (L、D1、D2均為不變常量)。
線性刻度D2補(bǔ)償法，它是將差分水平檢測(cè)器的非差分管的直徑設(shè)計(jì)成隨水平度角變化而有不同的取值，以減少測(cè)試誤差，提高測(cè)量精度。即 (K、D1、L均為不變常量)式中K為分辨率系數(shù) 線性刻度L1補(bǔ)償法，它是將差分水平檢測(cè)器的差分管與非差分管之間的中心距離設(shè)計(jì)成隨水平度角變化而有不同的取值，以減少測(cè)試誤差，提高測(cè)試精度。即 (K、D1、D2均為不變常量)，式中K為分辨率系數(shù) 如果要求設(shè)計(jì)一個(gè)差分水平檢測(cè)器，并要求達(dá)到如下技術(shù)指標(biāo)分辨率K＝1mm/1°，精度為1.0級(jí)，水平度角≤±8°。
精度0.64＜1，故無需作修正被償。
設(shè)測(cè)量液體采用70#汽油(可忽略不計(jì)其粘稠度)，差分管直徑D1為2mm，非差分管直徑D2為4mm。
當(dāng)α＝0.001°時(shí)，Δ＝K·α＝1×0.001＝0.001mm則 Δs＝Kαs＝1×8＝8mm(Δs為滿刻度最大偏差)實(shí)際上10mm仍滿足1.0級(jí)的精度要求。
因此，根據(jù)上述技術(shù)指標(biāo)設(shè)計(jì)的差分水平檢測(cè)器的幾何尺寸是差分管(211)和(221)直徑D1是2mm，非差分管(212)和(222)直徑D2是4mm，差分管(211)和(221)與非差分管(212)和(222)之間的中心距離L1(即氣相管(213)和(223)與液相管(214)和(224)的長(zhǎng)度)為35.8mm，水平角度有效量程為10°。
本實(shí)用新型由于采用兩個(gè)完全對(duì)稱的A相體和B相體合二為一組成，即采用了兩個(gè)完全相同的物理參數(shù)，根據(jù)相鄰的兩差分管中液體高低的差值為水平偏離程度的大小，從而消除了因測(cè)試環(huán)境的變化而帶來誤差；由于采用了差分管與非差分管之間的中心距離較長(zhǎng)的矩形的測(cè)量容器，并且差分量的直徑小于非差分管的直徑，使測(cè)試的分辨率大大提高，由此也提高了測(cè)試的精確度。
以上說明發(fā)本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，本領(lǐng)域的普遍技術(shù)人員在理解了本實(shí)用新型的精神實(shí)質(zhì)之后，可對(duì)此作出各種修改和變化而不致脫離本實(shí)用新型的范圍。
權(quán)利要求1.一種差分水平檢測(cè)器，包括由透明材料制成的測(cè)量框體(1)；設(shè)置在測(cè)量框體(1)內(nèi)的透明的測(cè)量容器(2)；灌裝在測(cè)量容器(2)內(nèi)的液體(3)；其特征在于，所述的測(cè)量框體(1)由完全對(duì)稱的A相體(11)和B相體(12)合二為一組成，在A相體(11)和B相體(12)中各設(shè)有一形狀相同且大小一致的可灌裝液體(3)的測(cè)量容器(21)和(22)；在所述的A相體(11)和N相體(12)內(nèi)的測(cè)量容器(21)和(22)均由互相連接且相通的差分管(211)和(221)、非差分管(212)和(222)、氣相管(213)和(223)、液相管(214)和(224)四管組成。
2.如權(quán)利要求1所述的差分水平檢測(cè)器，其特征在于，所述的由四管圍成的測(cè)量容器(21)和(22)為矩形，差分管(211)和(221)與非差分管(212)和(222)之間的中心距離L1比氣相管(213)和(223)與液相管(214)和(224)之間的中心距離L2長(zhǎng)，即氣相管(213)和(223)與液相管(214)和(224)比差分管(211)和(221)與非差分管(212)和(222)長(zhǎng)。
3.如權(quán)利要求1所述的差分水平檢測(cè)器，其特征在于，所述的差分管(211)和(221)的直徑D1小于非差分管(212)和(222)的直徑D2。
4.如權(quán)利要求1所述的差分水平檢測(cè)器，其特征在于，所述的差分管(211)和(221)與非差分管(212)和(222)與測(cè)量框體(1)的上下表面垂直。
5.如權(quán)利要求1所述的差分水平檢測(cè)器，其特征在于，所述的可灌裝測(cè)量液體(3)的測(cè)量容器(21)和(22)可以在由透明材料制成的測(cè)量框體中設(shè)置圓形凹槽構(gòu)成。
6.如權(quán)利要求1所述的差分水平檢測(cè)器，其特征在于，所述的由透明材料制成的測(cè)量框體(1)為表面平整光滑的長(zhǎng)方形，其上表面與下表面互為平行面，其左側(cè)表面與右側(cè)表面、前表面與后表面互為平行面且與上表面和下表面垂直。
7.如權(quán)利要求1所述的差分水平檢測(cè)器，其特征在于，所述的測(cè)量液體(3)采用粘稠度低的液體。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種差分水檢測(cè)器，包括由透明材料制成的測(cè)量框體；設(shè)置在測(cè)量框體內(nèi)的透明的測(cè)量容器；灌裝在測(cè)量容器內(nèi)的液體；所述的測(cè)量框體由兩個(gè)完全對(duì)稱的A相體和B相體合二為一組成，在A和B兩相體中各設(shè)有一形狀相同且大小一致的可灌裝液體的測(cè)量容器；所述的測(cè)量容器由互相連接且相通的差分管、非差分管、氣相管、液相管組成。本實(shí)用新型克服因測(cè)試環(huán)境變化而帶來的誤差，提高了測(cè)試分辨率與精度，適合生產(chǎn)與家庭之用。
文檔編號(hào)G01C9/22GK2241865SQ95223769
公開日1996年12月4日 申請(qǐng)日期1995年9月29日 優(yōu)先權(quán)日1995年9月29日
發(fā)明者周學(xué)云 申請(qǐng)人:周學(xué)云