CN107270936A

CN107270936A - 一种基于激光干涉法测量的静力水准仪校准装置

Info

Publication number: CN107270936A
Application number: CN201710403095.5A
Authority: CN
Inventors: 崔建军; 邵宏伟; 陈恺; 黄杨; 王东伟; 李建双
Original assignee: National Institute of Metrology
Current assignee: National Institute of Metrology
Priority date: 2017-06-01
Filing date: 2017-06-01
Publication date: 2017-10-20

Abstract

本发明涉及一种基于激光干涉法测量的静力水准仪校准装置，属于计量测试领域。包括储水槽（1），储水槽（7），连通储水槽（1）和储水槽（7）的工作液体连接管（2），光学参考镜（3），导轨（4），支架（5），激光器（6），静力水准仪（8），平台（9），连通静力水准仪（8）和储水槽（7）的工作液体连接管（10），水泵（11），液面定位与监测传感器（12），光学测量镜（13）等。通过各个部件间的相互配合，实现对静力水准仪的校准。本发明结构简单，精度高，可满足静力水准仪的标定和校准。

Description

一种基于激光干涉法测量的静力水准仪校准装置

技术领域

本发明涉及一种静力水准仪的校准装置，属于计量测试领域，主要用于静力水准仪的检测和校准。

背景技术

静力水准仪主要用于测量两点间或多点间的位置沉降情况的测量装置。采用连通器原理，使多点间液面保持一致，从而实现高精度相对位置的检测。它广泛用于大型建筑实施，如桥梁、隧道、水电站等建筑和内部结构形变引起的相对沉降检测。

目前静力水准仪的校准方法与测量装置尚没有形成约定标准，此类产品的标定和校准企业和计量机构采用的技术方法和装置较为匮乏，普遍存在的问题是测量精度不够高，难以满足当前的标定和校准需求，特别是缺少可实现高精度量值溯源的计量标准装置。

发明内容

本发明涉及一种静力水准仪的校准装置，属于计量测试领域，主要用于静力水准仪的检测和校准。静力水准仪应用广泛，为满足高精度静力水准仪技术指标的标定和校准需要，设计了一种高精度的静力水准仪的校准装置。

该装置包括储水槽（1），储水槽（7），连通储水槽（1）和储水槽（7）的工作液体连接管（2），光学参考镜（3），导轨（4），支架（5），激光器（6），静力水准仪（8），平台（9），连通静力水准仪（8）和储水槽（7）的工作液体连接管（10），水泵（11），液面定位与监测传感器（12），光学测量镜（13）等。

光学测量镜（13）与液面定位与监测传感器（12）作为整体固定在导轨（4）的下端，激光器（6）、光学参考镜（3）和光学测量镜（13）形成激光干涉测量光路。激光干涉测量光路与液面定位与监测传感器（12）结合构成测量***，测量储水槽（7）中的工作液面的高度变化。利用连通器原理，工作液面储水槽（7）和静力水准仪的容器（82）中的液位实现等高度。因此，通过改变和测量储水槽（7）的液位，进而实现对静力水准仪（8）的液位校准。

附图说明

图1 是一种基于激光干涉法测量的静力水准仪校准装置的结构示意图。

图2 是一种基于激光干涉法测量的静力水准仪校准装置的剖面图。

图中标号名称：1、储水槽；2、工作液体连接管；3、光学参考镜；4、导轨；5、支架；6、激光器；7、储水槽；8、静力水准仪；81、静力水准仪的位移传感器；82、静力水准仪的容器；83、静力水准仪的浮子；9、平台；10、工作液体连接管；11、水泵；12、液面定位与监测传感器；13、光学测量镜。

具体实施方式

一种基于激光干涉法测量的静力水准仪校准装置，属计量测试领域，主要用于静力水准仪的检测和校准。静力水准仪应用广泛，为满足高精度静力水准仪技术指标的标定和校准需要，设计了一种静力水准仪的校准装置。

结合附图对本发明的具体实施方式做进一步详细介绍。

整套装置安装固定在平台（9）上，水泵（11）通过工作液体连接管（2）把工作液体从储水槽（1）抽到储水槽（7）中，储水槽（7）中的液面升高，或者向相反方向抽工作液体使储水槽（7）液面降低。由于工作液体连接管（10）、储水槽（7）和静力水准仪（8）构成连通器，通过多次测量储水槽（7）工作液体的高度来实现对静力水准仪的检测和校准。

液面定位与监测传感器（12）与激光器（6）的光学测量镜（13）固定在一起，并安装在支架（5）上，实现沿导轨（4）在高度方向上的滑动和定位。

激光器（6）及其光学参考镜（3）固定在储水槽（7）的上方不动，调节导轨（4）是高度位置，使液面定位与监测传感器（12）和工作液面保持在一定的高度，通过读取激光器（6）和液面定位与监测传感器（12）的读数，来确定工作液面的高度信息。静力水准仪的浮子（83）在工作液面中漂浮，带动静力水准仪的浮子（83）上方的连接杆上浮或下沉，通过静力水准仪的位移传感器（81）测量工作液面的高度。

开展校准工作时，水泵（11）将储水槽（1）的工作液体经连接管（2）泵入或泵出至储水槽（7），使得储水槽（7）的液位发生改变。在储水槽（7）中的液面稳定后，再调节导轨（4）的高度，令液面定位与监测传感器（12）和工作液面保持在此前的高度，然后读取激光器（6）的读数和液面定位与监测传感器（12）的读数，将二者相加得到的和值作为液位测量的参考标准值，同时读取静力水准仪的位移传感器（81）的读数，作为被测静力水准仪（8）液位的测量值。在静力水准仪（8）的量程范围内，可以选择多个液位进行比较测量，从而实现静力水准仪的标定和校准。

该装置结构简单，测量精度高，符合阿贝原则，满足静力水准仪的标定和校准。

Claims

1.一种基于激光干涉法测量的静力水准仪校准装置，包括储水槽（1），储水槽（7），连通储水槽（1）和储水槽（7）的工作液体连接管（2），光学参考镜（3），导轨（4），支架（5），激光器（6），静力水准仪（8），平台（9），连通静力水准仪（8）和储水槽（7）的工作液体连接管（10），水泵（11），液面定位与监测传感器（12），光学测量镜（13）等。

2.根据权利1所述的一种基于激光干涉法测量的静力水准仪校准装置，其特征在于：所述装置的储水槽（1）是向储水槽（7）抽水或反向抽水。

3.根据权利1所述的一种基于激光干涉法测量的静力水准仪校准装置，其特征在于：所述装置的液面定位与监测传感器（12）是激光位置传感器、电容传感器或者电涡流传感器。

4.根据权利1所述的一种基于激光干涉法测量的静力水准仪校准装置，其特征在于：所述装置的激光器（6）和液面定位与监测传感器（12），组合起来实现对液面位置的测量，测量原理符合阿贝原则。

5.根据权利1所述的一种基于激光干涉法测量的静力水准仪校准装置，其特征在于：所述装置的支架（5）是用于激光器（6）的固定，用于固定导轨（4）的滑块，使导轨（4）能够沿竖直方向滑动。