液体悬浮磁针式罗盘仪制造技术

液体悬浮磁针式罗盘仪是一种测试方位角，俯仰角，地磁倾角的简易测试仪器。为了有效地解决在地球南北地磁极附近地区测量方位角和俯仰角的困难，简化俯仰角测试时由间接读数变为直接读数，并且能测试地球各地区的地磁倾角。该仪器采用了磁针装入小容器内，小容器装入大容器内，在大小容器内装有液体，磁针能自由转动。容器外刻有水平刻度线和垂直刻度线。在大小容器之间有若干滚球，使二者在各个方位保持相同的距离。小磁石吸引磁针通过圆环和照准器在水平方向和垂直方向上自由转动。使磁针，大小容器的球心，标准水平刻度线，小磁石保持在一个平面内。该仪器用于道路、地形、矿井巷道的测试，也可以作为旅游者辨别方向，爬山坡度等的测试。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术是一种简易罗盘测试仪器，涉及被测量目标在水平面上的方位角和垂 直面上的俯仰角(坡度角)。用于道路的坡度、矿内的巷道等方面的方位角和俯仰角的测量。2.
技术介绍
(1).方位角是指在水平面内，从测量点到目标点的直线与南北直线之间的夹 角。目前、罗盘仪的南北直线的指示采用顶针式指南针，用水准器来标示水平面，从测量点 到目标点采用三点一线的方式，即仪器的两个照准器上有两点，再加上目标点，共三点成一直线。(2).俯仰角是指垂直面上，由水平面和俯仰面(坡度面)分别与垂直面的交线 之间的夹角。目前、罗盘仪用较长的水准器，配合专用的刻度盘，转动刻度盘使水准器的气 泡处在规定的标准位置，在刻度盘上则间接读出俯仰角的度数，这种方法则要求制造精度 高，但是测量误差大。(3).水准器是基于地球引力，让水准器的气泡处于中间，则表示测量点的水平状 态。指南针是基于地球的磁力线，指南针是标示地球磁力线方向的，地球磁力线是曲线，从 地球北磁极垂直从地球出来，经过赤道，在地球南磁极垂直进入地球，在赤道附近磁力线是 与地球平行的，在南极、北极附近，由于磁力线与水平面的夹角太大，顶针式指南针不能有 效地表示磁力线方向，目前已经发现，我国卖到靠近南极附近国家，目前通用的这种罗盘仪 不能有效地测量。(4).目前有的指南针采用液体悬浮磁针式，由大容器，小容器，底部滚珠，磁针组 成。3.
技术实现思路
(1).要解决的技术问题①.要求直接读出数值；②.要求测量地球磁力线倾角；③.要求制造加工简单。(2).技术方案①.把目前指南针采用的液体悬浮磁针方式来代替目前通用的罗盘仪中顶针支 撑式方式，罗盘仪中的磁针采用液体悬浮式，把磁针装入小容器，把小容器装入大容器，把 液体装入大小容器内，密封后同球心，磁针处于悬浮状态能自由转动。②.在大小容器内液面处，刻有刻度作为水准器；在大小容器外侧有水平刻度线 和垂直刻度线，要特别标出标准水平刻度线和标准垂直刻度线，两者共用零点。③.小容器外壳四周对称，有若干半球面凹槽，在凹槽处的大小容器之间装入滚 珠，用于保证大小容器之间的距离，提高精度，减少阻力。在小容器底部凹槽处装入底部滚3珠，使磁针保持水平。测量地球磁力线倾角时要去掉底部滚珠。④.在大容器外侧装有2个圆环和2个照准器，2个圆环分别在水平方向和垂直方 向上转动，2个照准器用于测量直线。在一个照准器上有小孔，装入能自由存取的小磁石，小 磁石吸引磁针通过圆环和照准器，能在水平方向和垂直方向自由转动。⑤.使大小容器有效球形部份的球心、磁针、小磁石、小容器标准水平刻度线处于 同一个平面上。(3).有益效果这个技术方案中，把磁针的顶针支撑，改为磁针通过大小容器之间液体悬浮，使 磁针可以任意转动，再利用小磁石吸引磁针的作用，能有效测量方位角和俯倾角。通过底部 滚珠使小容器中的磁针保持水平状态，将仪器置于斜坡的时候、能立即读出坡度角，不用动 用任何部件，非常简便，当去掉底部滚珠和小磁石的时候，作为一个仪器可以测量地球各地 的磁力线倾角，即当地的磁力线方向。4.附图说明附图是液体悬浮磁针式罗盘仪的比较全面的标准示意图，是一个剖面示意图。图 中1大容器、2.小容器、3.液体、4.小磁石、5.磁针、6.第一照准器、7.第一圆环(只显示 短轴)、8.底部滚珠、9.底盘座、10.第二圆环、11.第二照准器、12.滚珠、13.小圆环。5.具体实施方式1).液体悬浮磁针式罗盘仪(标准式，实施例1)(1).大容器 1:大容器1是透明容器，内部装盛液体，外部承装瞄准器。液体的选择，在规定使用的温度范围内，使液体不汽体化，不固体化，而且液体比 重无明显变化，液体粘度要小，而且透明。大容器球形在上下直立时把通过大容器1球心 的水平面规定为标准水平面，在标准水平面上的圆周刻有度数(360° )，其它所有部分都 以标准水平面为基准。与标准水平面刻度相互垂直的上下方向，像地球经纬度一样，刻有 士90°的刻度。大容器的形式可以是任意形状，但是做成球形或球形的一部分的形状较好， 像附图中1所标示的那样，当液体悬浮磁针部份也为球形时，刻度较易靠近，大容器1内表 面为光滑球形，坚硬而耐磨。大容器1在装入液体3和磁针小容器2后密封。在大容器1 的标准水平面的上方，平行于标准水平面的一个或两个地方标刻出圆形刻度线，当大容器1 装入液体3和磁针小容器2之后，使大容器1的顶部留有空气空间，使液体水平面与一个圆 形刻度线相一致，或处于两个圆形刻度线之间，成为一个液体水准器，即圆形刻度线与液体 水平面一致的时候，则表示大容器1处于水平状态，不一致的时候、则表示大容器1不处于 水平状态。大容器1的底部装有底座9，底座9的平面与标准水平面平行。为能测量90度， 使底座9的支架有一定的弯曲。标准水平刻度线和标准垂直刻度线共用零点。(2).液体悬浮磁针磁针5由高矫顽力磁性材料制作成两端为针形，或两端为圆柱形，或一端为针形 一端为圆柱形，两端为两个极，一端为N极指南，一端为S极指北，其特点是不易退磁，而且 磁场强度大。磁针端部是圆柱形是为了增大磁场强度，让小磁石4和磁针5的吸力远大于4地磁力及由于不平衡等产生的其他力。使磁针5在液体中悬浮的方法有两个分别为磁针 小容器法和复合材料磁针法。在附图中是磁针小容器法。选取一个比大容器1稍稍小的簿 壁大部分为球形小容器2，把通过小容器2球心的水平面作为标准水平面，将磁针5置于小 容器2的标准水平面上并固定在小容器2上。在小容器2内装盛部分液体后密封，再置于 大容器1的液体中。由若干个滚珠12对称于容器的四周并分布于小容器2各个方向的半 球面凹槽与大容器1之间，目的是减少小磁石4吸引磁针5时产生的摩擦力，及让滚珠12 保持大容器1和小容器2之间的距离处处相等，滚珠12大小要使大容器1的球心和小容器 2的球心重合并能自由滚动。附图中标示了在磁针5的上下方四个地方使小容器2有四个 半球面凹槽，把四个滚珠12分别放入半球面凹槽和大容器1之间，不能掉出。装有磁针5 及部分液体的小容器2的比重与液体3比重相近；滚珠总有滚到内球面最低点的特点，底部 滚珠8保持在最低点带动小容器2而使磁针5保持在水平方向指向南北，如果由于工艺水 平低不能很好的平衡时，要在小容器2的最低点半球面凹槽的上方置一个小圆环13，保证 底部滚珠8保持在最低点，当简易式不用底部滚珠8时同时去掉这个小圆环13。小容器2 标准水平面和大容器1的标准水平面在同一个水平面内。以标准水平面为标准，在小容器 2的磁针5的两个极的外侧，标出向上90°、向下90°的刻度，同时在小容器标准水平面上 标出360°的刻度，磁针5的指向处为零度。在小容器2的顶部留有空气空间，像大容器1 一样作成一个液体水准器，标出液体水准器的刻度。大小容器有效球形部分的球心，磁针， 小磁石，小容器标准水平刻度线处于同一个平面上。(3).瞄准器·瞄准器可以利用现有的照准器，观察孔、垂直线、反光镜等方法。现在以照准器装 置为例进行说明。首先给圆环一个定义，围绕圆心或球心，半径相等，具有一定截面形状的环形物 体。在大容器1的标准水平面的下方侧设置一个水平轨道，在这个轨道上设置第一圆 环7，第一圆环7在这个轨道上水平滑动，在第一圆环7 —条直径线上的外侧本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液体悬浮磁针式罗盘仪，其特征是：罗盘仪中的磁针采用液体悬浮式，把磁针装入小容器，把小容器装入大容器，把液体装入大小容器内，密封之后同心，磁针处于悬浮状态自由转动；在大小容器液面处，刻有刻度作为水准器；在大小容器外侧有水平刻度线和垂直刻度线，特别标出标准水平刻度线和标准垂直刻度线，两者共用零点；小容器外壳四周对称有若干半球面凹槽，在半球面凹槽处的大小容器之间装入滚珠；大小容器有效球形部分的球心，磁针，小容器标准水平刻度线处于同一个平面上；使用时手持小磁石，作为简易测量。

【技术特征摘要】
一种液体悬浮磁针式罗盘仪，其特征是罗盘仪中的磁针采用液体悬浮式，把磁针装入小容器，把小容器装入大容器，把液体装入大小容器内，密封之后同心，磁针处于悬浮状态自由转动；在大小容器液面处，刻有刻度作为水准器；在大小容器外侧有水平刻度线和垂直刻度线，特别标出标准水平刻度线和标准垂直刻度线，两者共用零点；小容器外壳四周对称有若干半球面凹槽，在半球面凹槽处的大小容器之间装入滚珠；大小容器有效球形部分的球心，磁针，小容器标准水平刻度线处于同一个平面上；使用时手持小磁石，作为简易测量。2.根据权利要求1所述的液体悬浮磁针式罗盘仪，其特征是在大容器外侧装有2个 圆环和2个照准器，在一个照准器上有小孔，自由存取小磁石，小磁石吸引磁针通过圆环和 照准器，在水平方向和垂直方向上自由转动；大小容器有效球形部分的球心，磁针，小磁石， 小容器标准水平刻度线处于同一个平面上；用于测量俯倾角、方位角、地球磁力线倾角。3.根据权利要求2所述的液体悬浮磁针式罗...

【专利技术属性】
技术研发人员：矫祥田，矫健，
申请(专利权)人：矫祥田，
类型：实用新型
国别省市：11[]