[发明专利]一种用于水平检测的仪器及水平检测方法

权利要求书

1.一种用于水平检测的仪器，其特征在于，包括依次连接的透镜层、干涉薄膜层和具备高流动高反光的液体层；

所述透镜层的投影面为圆形，所述透镜层、干涉薄膜层和液体层组成圆柱体仪器。

2.根据权利要求1所述的用于水平检测的仪器，其特征在于，所述透镜层为平透镜、平凹透镜或平凸透镜。

3.根据权利要求2所述的用于水平检测的仪器，其特征在于，若所述透镜层为平凹透镜或平凸透镜，则透镜层与液体层的曲率不同，且透镜层表面靠边界处设置有圆环线。

4.一种使用如权利要求3所述用于水平检测的仪器的水平检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

S0、判断透镜层为平透镜、平凸透镜或为平凹透镜，若为平透镜则进入步骤S11，若为平凸透镜或平凹透镜，则进入步骤S21：

S11、将仪器放置于待检测平面上，判断是否存在直条纹，若是，则进入步骤S12，否则将待检测平面处于水平状态作为水平检测结果；

S12、判断N条相邻明条纹或N条相邻暗条纹的总长度N*L是否小于N*L'，若是，则进入步骤S13，否则将待检测平面处于水平状态作为水平检测结果；L'表示待检测平面精度要求下相邻两条明条纹或相邻两条暗条纹的理论间距，L表示相邻两条明条纹或相邻两条暗条纹的实测间距；

S13、根据间距L，获取仪器的倾斜角度，得到待检测平面的水平测量结果；

S21、将仪器放置于待检测平面上，判断仪器中的圆环是否存在椭圆或厚度不对称，若是，则进入步骤S22，否则将待检测平面处于水平状态作为水平检测结果；

S22、获取仪器圆环线高级数处的最大级数K和低级数处的最小级数H；

S23、计算仪器圆心处级数k，并判断是否存在视场内高级数处和低级数处的明暗条纹级数差小于|K-H|、高级数与圆心之间的条纹数大于|k-K|或低级数与圆心之间的条纹数小于|k-H|，若是，则将待检测平面处于水平状态作为水平测量结果，否则将待检测平面处于不水平状态作为水平测量结果。

5.根据权利要求4所述的水平检测方法，其特征在于，所述步骤S13中根据间距L，获取仪器的倾斜角度的具体公式为：

其中，λ为光的波长，n表示仪器中透镜层和干涉薄膜层的相对折射率，θ表示仪器的倾斜角度。

6.根据权利要求4所述的水平检测方法，其特征在于，所述步骤S22中圆环线高级数处的最大级数K为：

所述步骤S22中圆环线低级数处的最小级数H为：

其中，e_K表示高级数处的薄膜厚度，e_H表示低级数处的薄膜厚度，λ为光的波长，n表示仪器中透镜层和干涉薄膜层的相对折射率。

7.根据权利要求4所述的水平检测方法，其特征在于，所述透镜层若为平凹透镜，则高级数处的薄膜厚度e_K和低级数处的薄膜厚度e_H具体为：

其中，e表示平凹透镜与薄膜层接触中心所在圆切面到薄膜层与液体层接触边缘所在圆切面之间的间距，e₁表示薄膜层与平凹透镜的接触面到其中心所在圆形切面的距离，e₂表示薄膜层与液体层接触边缘所在圆切面到薄膜层与液体层的接触面的距离，A表示仪器圆环高级数处到圆心处的高度差；

所述e₁具体为：

所述e₂具体为：

其中，r表示仪器圆环线半径，R₁表示透镜层半径，l表示仪器半径，R₂表示液体层中流动液体液面半径。