專利名稱：用于水平儀的暗帶柱管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大致涉及柱管，并且更具體地涉及用于水平儀的封閉了氣泡的柱管。
背景技術(shù)：
利用在具有不同密度的流體上的重力效應(yīng)來判斷元件例如建筑元件、機(jī)器、管線、桿件等的水平度是長(zhǎng)久以來公知的。油精水平儀(Spiritlevel)，也叫作氣泡水平儀，是公知的以這種方式利用重力來設(shè)定水平或豎直表面的儀器。這種水平儀包括含有氣泡的密封柱管，該氣泡典型地為空氣，在一種不凍的液體中浮動(dòng)，該液體通常為礦物油精。當(dāng)氣泡停留在柱管上預(yù)定刻度的標(biāo)記之間時(shí)，被測(cè)量的表面被認(rèn)為是水平的或豎直的。
可判斷水平面或豎直面的精確度主要取決于氣泡位于柱管上的橫向標(biāo)記之間的居中精度，當(dāng)然，這取決于這些標(biāo)記線和氣泡輪廓本身的可見度。盡管氣泡的位置在正常光線情況下很容易被看到，但在嚴(yán)重陰天或在昏暗或光線不佳的地方則很難看清。也就是說，典型的傳統(tǒng)水平儀只是可以在光線相對(duì)較好的環(huán)境下被有效的使用，從而其使用局限于工匠們例如木匠和砌磚工能夠有效工作的時(shí)間和地點(diǎn)。
由于經(jīng)常需要在一些使氣泡定位在柱管中的非理想狀態(tài)下去測(cè)量或設(shè)定水平面的水平度或去設(shè)定或測(cè)定豎直面的豎直度，人們一直試圖提供一種具有更容易被定位的氣泡的水平儀。例如，有些人在水平儀內(nèi)提供了照明裝置以照亮所述柱管從而提高氣泡的可見度。有人試圖使用包括在柱管內(nèi)利用漂浮物的方法來增加氣泡的可視性。另外一些人則試圖利用復(fù)雜的電或光學(xué)纖維傳感裝置來傳感所述氣泡的位置。
這些現(xiàn)有技術(shù)都無法提供一種簡(jiǎn)單和廉價(jià)的并且可成功克服氣泡定位問題的方法。例如，雖然氣泡照明裝置可以在昏暗條件下良好地工作，但在模糊的燈光或更強(qiáng)的燈光區(qū)域下工作則無法提供任何幫助，這是由于在觀察所述柱管時(shí)，氣泡可能會(huì)與背景混合。雖然漂浮物可以提高可見度，但是它們?cè)谥苤械拇嬖诮?jīng)常會(huì)導(dǎo)致不精確的測(cè)量。具有電或光學(xué)纖維傳感裝置的水平儀通常太昂貴并且由于其太敏感而在工作現(xiàn)場(chǎng)中不易使用，并且在某些特定狀況下無法為觀察氣泡提供任何進(jìn)一步的幫助。
因此，需要一種改進(jìn)型的柱管和水平儀，使它們可提供更好的氣泡可見度以在測(cè)量過程中輔助確定氣泡的位置。另外，還需要這樣一種改進(jìn)型的柱管和水平儀，它們?cè)诠ぷ鳜F(xiàn)場(chǎng)不需要特殊的操作并且不會(huì)顯著地增加額外的生產(chǎn)成本。此外，還需要提供一種在各種光線條件下都可以良好地工作并且可使氣泡在柱管中容易定位的柱管和水平儀。
發(fā)明目的本發(fā)明的目的是提供一種用于水平儀的改進(jìn)型柱管，它可提高柱管中氣泡的可見度。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種使用可提高柱管中氣泡可見度的柱管的水平儀。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種測(cè)定元件水平度的方法，該方法包括使用一種可提高柱管中氣泡可見度的柱管。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種具有環(huán)繞柱管腔并且定位在該腔的最大直徑的相對(duì)兩側(cè)以提高柱管中氣泡可見度的條帶的柱管。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種具有增強(qiáng)的氣泡可見度并且在工作現(xiàn)場(chǎng)不需要特殊操作并且不需要額外增加生產(chǎn)成本的柱管和水平儀。
本發(fā)明的另一個(gè)目的是一種用于在氣泡與柱管中液體之間的分界面難以辨別的情況下提高氣泡可見度的柱管和水平儀。
本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供一種在各種光照條件下都可很好地工作并且可輕松地將氣泡定位在柱管中的水平儀。
根據(jù)下文的說明和附圖，本發(fā)明的這些和其它目的將會(huì)是顯而易見的。

發(fā)明內(nèi)容
在至少一個(gè)實(shí)施例中，本發(fā)明是用于水平儀的可提供更好的清晰度的柱管。本發(fā)明通過提供包括一對(duì)用于提高柱管內(nèi)氣泡的可見度的條帶在內(nèi)的新穎的元件，比現(xiàn)有技術(shù)具有顯著的進(jìn)步。
在一個(gè)實(shí)施例中，該柱管包括本體，所述本體具有第一和第二端部、中點(diǎn)、內(nèi)表面和外表面、至少一個(gè)相對(duì)所述本體連接的標(biāo)記環(huán)、空腔、放置在該空腔內(nèi)并且由交界面限定的氣泡、和環(huán)繞著所述空腔的第一和第二暗色條帶，其中，第一條帶定位在所述第一端部和所述中點(diǎn)之間，第二條帶定位在所述第二端部和所述中點(diǎn)之間。在這樣的柱管中，所述優(yōu)選地為氣液界面的交界面反射所述第一和第二條帶，從而從外表面之外觀察所述氣泡時(shí)該交界面表現(xiàn)為暗色，從而提高氣泡的可見度。此處所用的“暗的”或“暗色的”涉及黑色和那些在色調(diào)上接近于黑色的顏色，例如暗灰色、暗藍(lán)色、暗綠色、暗棕色及類似顏色。
在這樣的實(shí)施例中，所述腔優(yōu)選地為桶形，即腔的橫截面直徑不斷增加，達(dá)到一最大直徑，然后直徑再不斷減小。所述最大直徑優(yōu)選地位于中點(diǎn)附近，與所述第一和第二端部可等距也可不等距。所述本體優(yōu)選地為圓柱形。
所述條帶可以是不透明的，從而光線不能穿過它們，或者它們是半透明的或帶色彩的，從而一些光線可以穿過。該條帶可以定位在所述本體的外表面上、或本體的內(nèi)表面上、或在本體的內(nèi)表面和外表面之間?？蛇x擇地，該條帶可與該本體形成整體，并且在這種情況下，它可以由本體的不透明或半透明部分構(gòu)成。在特定實(shí)施例中，該條帶比所述氣泡更寬。
該柱管還可包括第一和第二端蓋。在優(yōu)選實(shí)施例中，所述端蓋與本體是整體的并且包括限定所述腔的內(nèi)表面的一部分。在特定實(shí)施例中，這些端蓋可以是暗色的并且除所述條帶的反射之外可向所述交界面提供進(jìn)一步的反射。
所述至少一個(gè)標(biāo)記環(huán)優(yōu)選地從柱管的外表面之外是可見的。該柱管優(yōu)選地包括與最大直徑等距離的第一和第二標(biāo)記環(huán)，以允許用戶在氣泡位于最大直徑處時(shí)加以判斷。所述第一環(huán)優(yōu)選地定位在最大直徑和第一端部之間，第二環(huán)優(yōu)選地定位在最大直徑和第二端部之間。盡管優(yōu)選地是將這些環(huán)定位在所述內(nèi)表面和外表面之間，這些環(huán)也可定位在外表面上或內(nèi)表面上。
本發(fā)明還被作為一種改進(jìn)測(cè)量的水平儀而加以說明。這種水平儀包括接觸被測(cè)量元件的測(cè)量表面、與所述測(cè)量表面成一角度關(guān)系形成于所述水平儀上的槽、和容納在該槽中的柱管。該柱管優(yōu)選地包括本體，所述本體具有第一和第二端部、中點(diǎn)、內(nèi)表面和外表面、至少一個(gè)相對(duì)所述本體連接的標(biāo)記環(huán)(其中所述至少一個(gè)標(biāo)記環(huán)從所述外表面之外是可見的)、放置在空腔內(nèi)并且由交界面限定的氣泡、和圍繞著所述空腔的第一和第二暗色條帶，其中第一條帶定位在所述第一端部和所述中點(diǎn)之間，第二條帶定位在所述第二端部和所述中點(diǎn)之間。通過所述第一和第二條帶在所述交界面上的反射，因而在觀察所述氣泡時(shí)所述交界面呈暗色，從而有利于元件的測(cè)量。所述交界面優(yōu)選地是氣液界面，盡管人們相信該交界面也可以是兩種不互溶的液體的界面。
內(nèi)表面限定了一空腔，該腔優(yōu)選地在中點(diǎn)附近具有最大直徑。當(dāng)該柱管被定向?yàn)榇怪庇谥亓€時(shí)，所述氣泡?？吭谠撟畲笾睆教?。在特定實(shí)施例中，該柱管包括與最大直徑處等距離的第一和第二標(biāo)記環(huán)，所述第一環(huán)定位在最大直徑和第一端部之間，第二環(huán)定位在最大直徑和第二端部之間。盡管優(yōu)選地是將這些環(huán)定位在所述內(nèi)表面和外表面之間，但它們也可定位在內(nèi)表面上或外表面上。
在非常優(yōu)選的實(shí)施例中，所述最大直徑定位在中點(diǎn)處，第一和第二標(biāo)記環(huán)定位在與該最大直徑等距離處，并且所述條帶定位在與最大直徑等距離處。在這樣的實(shí)施例中，條帶在氣泡交界面的反射是均勻的，即由于該柱管是對(duì)稱的，因此從垂直于柱管并且包括所述最大直徑的平面上的一個(gè)位置觀察所述氣泡時(shí)，第一條帶在交界面的反射與第二條帶在交界面的反射是相同的。
和上文中參照本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例說明的一樣，該條帶可以是不透明的，從而光線無法穿過它們，或者它們也可以是半透明的或帶色彩的，從而一些光線可以穿過它們。所述條帶可以定位在本體的外表面上、本體的內(nèi)表面上、或者位于本體的內(nèi)表面和外表面之間?？商鎿Q地，該條帶可以與所述本體成為一體，在這種情況下，它可以由本體的不透明或半透明部分構(gòu)成。
本發(fā)明還包括一種測(cè)量元件水平度的方法。該方法包括提供一種具有測(cè)量表面和與所述測(cè)量表面以預(yù)定角度關(guān)系定位的柱管的水平儀，將該測(cè)量表面定位在所述元件上，通過定位氣泡的位置而確定該元件的水平度。
這種方法通過使用這樣一種柱管而有利于實(shí)施，該柱管包括本體，該本體具有第一和第二端部、中點(diǎn)、內(nèi)表面和外表面，其中所述內(nèi)表面限定了一腔；至少一個(gè)相對(duì)本體連接的標(biāo)記環(huán)，其中該至少一個(gè)標(biāo)記環(huán)從外表面之外是可見的；放置在所述腔內(nèi)的氣泡，該氣泡由氣液交界面限定；和圍繞所述腔的第一和第二暗色條帶，第一條帶定位定位在第一端部和中點(diǎn)之間，第二條帶定位在第二端部和中點(diǎn)之間。
當(dāng)在上述方法中使用這樣一種柱管時(shí)，所述條帶可通過離開所述交界面的反射提高所述氣泡的可見度從而有利于確定氣泡的位置。這種方法還可通過采用相對(duì)于所述腔的最大直徑對(duì)稱的條帶進(jìn)一步提高效果。如上所述，這種條帶可以是不透明的，從而光線不能穿過它們，或者它們可以是半透明的或有色彩的，從而一些光線可以穿過。該條帶可以定位在本體的外表面上、本體的內(nèi)表面上、或在本體的內(nèi)表面和外表面之間?？商鎿Q地，該條帶可與本體整體形成，并且在這種情況下，可以由本體的不透明或半透明部分構(gòu)成。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的柱管的頂視圖。
圖2是圖1中柱管的正視圖。
圖3是水平儀的正視圖，該水平儀包括圖1和圖2中的柱管并且具有兩個(gè)斷開的部分以更好地示出本發(fā)明的特征。
圖4是沿圖2中截面4-4的柱管的橫截面視圖。
圖5是與圖4相似的橫截面視圖，但示出了本發(fā)明的一個(gè)可替換圖6是示出了本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的另一個(gè)柱管的另一個(gè)橫截面視圖。
圖7是本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施例的再一個(gè)柱管的橫截面視圖。
具體實(shí)施例方式
圖1和圖2分別是柱管10的實(shí)施例的頂視圖和正視圖。柱管10包括本體20，本體20具有第一端部21和第二端部22以及位于兩端部之間的中點(diǎn)23。柱管10優(yōu)選地由塑料材料例如丙烯酸樹脂(acrylic)、聚碳酸酯、聚苯乙烯、丁酸酯(butyrates)等制成，并且是透明的。本體20的內(nèi)表面24限定了一桶形腔30，從而該腔30存在一個(gè)具有最大直徑31的橫截面。最大直徑31優(yōu)選地位于中點(diǎn)23上或在其附近。
柱管10還包括一對(duì)連接到本體20上的標(biāo)記環(huán)41和42。標(biāo)記環(huán)41和42優(yōu)選地與最大直徑31等間距。如圖所示，氣泡50放置在腔30內(nèi)的最大直徑31處，并且位于標(biāo)記環(huán)41和42之間。氣泡50由氣液交界面51限定，其中氣泡50是氣體52，腔30內(nèi)的其它部分填充著液體53。氣體52優(yōu)選為空氣，而液體53優(yōu)選為礦物油精等。
柱管10還包括環(huán)繞著腔30的暗色條帶61和62。第一條帶61定位在最大直徑31和第一端部21之間，而第二條帶62定位在最大直徑31和第二端部22之間。
柱管10進(jìn)一步包括分別位于第一端部21和第二端部22的端蓋71和72。第一端蓋71在第一端部21處，第二端蓋72在第二端部22處。第一端蓋71和第二端蓋72優(yōu)選地與本體22是整體的并且封閉腔30。
圖1示出了定位在最大直徑31處的氣泡50。視線54示出了當(dāng)從側(cè)面觀察柱管10時(shí)第一條帶61如何反射離開界面51。很明顯，條帶61和62從交界面51反射的無數(shù)的反射線向觀察者提供了一條沿氣泡50周邊的暗色的輪廓線。觀察者和氣泡50之間的交界面51，即圖1中氣泡50的中部，看起來并未反射這些條帶。在一優(yōu)選實(shí)施例中，條帶61和62有大約1/2英寸寬并且當(dāng)氣泡定位在最大直徑31處時(shí)與其等距離。條帶61和62中的每一個(gè)距最大直徑31的距離都可以是大約1/2英寸。
圖3是包括柱管10的水平儀80的正視圖。水平儀80包括用于接觸一元件例如被測(cè)量的建筑表面90的測(cè)量表面81。槽82與所述測(cè)量表面81以一角度關(guān)系形成于水平儀80內(nèi)。槽82容納柱管10并將其保持為與測(cè)量表面81成一角度關(guān)系。如圖所示，柱管10平行于測(cè)量表面81。
圖5示出了沿圖2中4-4線的柱管10的橫截面視圖，其中第一條帶61作用在柱管10的外表面25上。圖4，6，7是可替換的柱管10沿圖2中4-4線的的橫截面視圖。在圖4中，第一條帶61出現(xiàn)在柱管10的內(nèi)表面24上。在圖6中，第一條帶61出現(xiàn)在內(nèi)表面24和外表面25之間的本體20內(nèi)。這樣的實(shí)施例可以包括雙組分覆蓋模制的柱管10，其中，在外套筒繞一內(nèi)圓筒模制之前，將條帶61和62放置在該內(nèi)圓筒上。在圖4-6所示的每個(gè)實(shí)施例中，條帶61和62可以是由金屬、熱固性材料、具有高熔點(diǎn)的熱塑性材料、油墨、涂料或其它暗色材料構(gòu)成的箔片，并且該條帶61和62可以通過熱印、壓入或滾壓入、印刷或作用到本體20上。在圖7中，第一條帶61與本體20是整體的并且可以被說成是定位在本體20的內(nèi)表面24和外表面25之間。在這樣的實(shí)施例中，條帶61和62可由本體的不透明或半透明部分構(gòu)成。
從而，很明顯地根據(jù)本發(fā)明提供了一種用于水平儀的柱管，它完全滿足前文中闡述的目的和優(yōu)點(diǎn)。
盡管本發(fā)明是其中結(jié)合特定的實(shí)施例加以說明的，但對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說各種替換、修改和變化都是很明顯的。因此，本發(fā)明應(yīng)包括所有那些落入所附權(quán)利要求的精神和廣闊范圍之內(nèi)的替換、修改和變化。
權(quán)利要求
1.一種用于水平儀的柱管，該柱管包括·本體，所述本體具有第一端部和第二端部、中點(diǎn)、內(nèi)表面和外表面，所述內(nèi)表面限定了一桶形腔，該腔具有位于中點(diǎn)附近的最大直徑；·分別在所述中點(diǎn)兩側(cè)相對(duì)本體連接的第一標(biāo)記環(huán)和第二標(biāo)記環(huán)，并且這些環(huán)從柱管外部是可見的；·腔內(nèi)的液體和氣泡，該氣泡由液氣交界面限定；和·圍繞所述腔的第一暗色條帶和第二暗色條帶，第一條帶定位在第一端部和第一標(biāo)記環(huán)之間，第二條帶定位在第二端部和第二標(biāo)記環(huán)之間；其中，所述交界面反射所述第一暗色條帶和第二暗色條帶，從而在觀察氣泡時(shí)所述交界面呈暗色，以提高氣泡的可見度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柱管，其中，所述條帶是不透明的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柱管，其中，所述條帶位于本體的外表面上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柱管，其中，所述條帶位于本體的內(nèi)表面上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柱管，其中，所述條帶位于本體的內(nèi)表面和外表面之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柱管，其中，所述條帶與本體整體形成。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的柱管，其中，所述本體包括第一端蓋和第二端蓋。
8.一種用于改進(jìn)測(cè)量的水平儀，該水平儀包括·用于接觸被測(cè)量元件的測(cè)量表面；·與所述測(cè)量表面成一角度關(guān)系形成于所述水平儀內(nèi)的槽；和·容納于所述槽內(nèi)的柱管，該柱管包括-本體，所述本體具有第一端部和第二端部、中點(diǎn)、內(nèi)表面和外表面，所述內(nèi)表面限定了一腔，該腔具有位于中點(diǎn)附近的最大直徑；-分別在所述中點(diǎn)兩側(cè)相對(duì)本體連接的第一標(biāo)記環(huán)和第二標(biāo)記環(huán)，并且這些環(huán)從柱管外部是可見的；-腔內(nèi)的液體和氣泡，該氣泡由液氣交界面限定；和-圍繞所述腔的第一暗色條帶和第二暗色條帶，第一條帶定位在第一端部和第一標(biāo)記環(huán)之間，第二條帶定位在第二端部和第二標(biāo)記環(huán)之間；其中，通過第一暗色條帶和第二暗色條帶在所述交界面上的反射，在觀察使所述氣泡時(shí)所述交界面呈暗色，從而有利于所述元件的測(cè)量。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的柱管，其中，所述條帶是不透明的。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的柱管，其中，所述條帶位于本體的其中一個(gè)表面上。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的柱管，其中，所述條帶位于本體的內(nèi)表面和外表面之間。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的柱管，其中，所述條帶與本體整體形成。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的柱管，其中，所述柱管包括與所述最大直徑等距離的第一標(biāo)記環(huán)和第二標(biāo)記環(huán)，所述第一環(huán)定位于最大直徑和第一端部之間，所述第二環(huán)定位于最大直徑和第二端部之間。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種柱管(10)和包括這種柱管的水平儀(80)。該柱管具有本體(20)，所述本體形成一腔(30)并且具有第一和第二端部(21，22)、中點(diǎn)(23)、內(nèi)表面和外表面、一對(duì)繞所述本體延伸的標(biāo)記環(huán)(41，42)、以及分別在所述第一端部和第二端部附近環(huán)繞所述本體的第一和第二暗色條帶(61，62)。液體(53)和氣體(52)形成的氣泡(50)位于所述腔內(nèi)。所述氣液交界面(51)基本上提高了可見度，從而所述氣泡以及該氣泡與所述標(biāo)記環(huán)的關(guān)系更容易被看清。
文檔編號(hào)G01C9/24GK1942737SQ200580011463
公開日2007年4月4日 申請(qǐng)日期2005年4月18日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月16日
發(fā)明者T·P·福倫 申請(qǐng)人:帝國水平儀制造公司