【科普】百思不得其解水平尺里的水是怎么装进去的？

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  记得小时候在路上捡到一个塑料小玩意儿，里面还有液体流动，左右倾斜里面的水泡也会随之移动，感到非常的神奇，如获至宝还到处在小伙伴那里去炫耀一番，后来知道了这就是水平尺上的水准泡，可以测量物体是不是水平，从那以后不管看到什么都拿出来测量一番。

  相信从事过建筑或者装修工作的小伙伴一定对水平尺不陌生吧，想要画出水平线只靠人眼非常难，而水平尺就能很好地辅助我们，它是依靠水平尺里面的水泡来显示是否水平，只有水泡在正中间的时候才是处于水平状态。

  水平尺是利用液面水平原理制成的测量水平工具，它能在狭窄或者宽阔的环境中测量，通过配备的多个角度水泡，能够测量不同角度是否水平或垂直，是施工全套工艺流程中必不可少的测量工具，可用于水平检验，测量，划线，设施安装的时候使用。

  水平测量是一种拥有悠久历史的技术，在我国据记载最早提出水平定义的是墨子。

  古代最早使用水平测量技术是源于在水利和农业中的需求，最早是用绳子测量两点之间是不是在水平面上的，和测量两地间的距离。

  后来古人有用线吊着石头画垂直线，在城市建设和建筑中大范围的应用，直到今天都还在使用这种测量方法。

  在国外17世纪罗马人在木槽或者金属中装入水，来测量物体是否水平，这也是现代水平尺的原型。

  到了现代随着电子技术，光学技术，电子计算机的发展，水平尺也迎来了加快速度进行发展，水平尺的测量更加精确，功能也更强大，让水平测量变得更精准快捷。

  水准泡是一个封闭的圆弧形容器，容器内部装有不会冻住，流动性好，能发荧光，稳定性高的液体，一般装的液体是由酒精与甘油和乙二醇以及水的混合液体，在容器内没有装满的部位就会形成一个气泡。

  水平尺是以液面水平原理制成的一种量具，也就是说在一个封闭的容器内，随着容器的倾斜，内部的液体也会随着倾斜，并从始至终保持水平状态。

  当水平泡在水平位置时，气泡会占到管内最高位置，如果水平泡向一端倾斜，气泡就会移动到另一端的最高位置，所以水平泡内气泡的位置也就反映了被测物体的倾斜程度。

  怎么样将水平尺的气泡置于正中，是整个水平尺测量精度的关键，来看看怎么样用桦木制造出来水平尺的。

  首先将裁好料的桦木放在机器上挖出几个孔，这些孔内将被放入含有气泡的水准泡和当作把手。

  挖好孔后还要去除木条边缘的毛刺，并在边缘开槽以便装上铜制镶边，将卷绕弯曲的铜条拉出用滚轮将其碾平，还要将铜条折出形状，让铜边可以镶入到水平尺木条的凹槽内。

  另一边将塑料融化并注塑成圆弧形小瓶（水准泡），注塑出来的小瓶只需要一端封口，另一端留有开口。

  小瓶通过振动盘进料器被送到机械爪上，机械爪握住每个小瓶旋转将开口朝上，往小瓶内注入黄色的混合液体（成分为:乙二醇+酒精+水+甘油，为啥不直接放水呢，因为水在0度的时候会冻住），每个小瓶内都要注入同样多的液体，只留下形成气泡所需的空间。

  机械爪为小瓶盖上塑胶帽，通过超声波焊接机将塑胶帽焊接到小瓶上，将液体密封在小瓶内。

  带有气泡的水平泡将通过摄像机拍摄，电脑自动检验测试气泡的大小和位置来判断是否合格。

  此时的小瓶还要再次经过检验，因为气泡位置的偏移将直接影响水平尺的精度，通过检验测试合格的小瓶将进入固熔接系统，它将熔融的塑胶射入缝隙中，形成水平泡的底座。

  将有底座的水平泡装入木条的开孔中，用胶水固定住，每个水平泡都要完全水平放置，安装过程中需要借助放大影像保证精度。

  在水平泡外侧还要装上亚克力外框以保护水平泡，在两端还要用螺丝装上橡胶帽，并在木条上打印商标，整个水平尺就做好了，最后还有各种检验，比如平面度，精度，零位误差等等，让它发挥自己的作用，可拿来测量歪曲的结构，让工程都能完全平直了。

  水平尺靠观察水泡的偏移位置来测量物体水平状态，但是这种方法还要用眼镜来观察，水泡随便那么一点偏移，人眼就不一定可以观察得到，所以说水泡水平尺的精度并没那么高。

  现在有人发明了电子水平尺，电子水平尺与传统的水泡水平尺最大的区别是用显示灯代替了水泡，使用者可以通过观察显示灯的颜色直观地看出是否水平，两侧的每个显示灯分别代表不同的偏移角度，偏移多少对应的显示灯就会亮起，一旦达到水平位置中间的显示灯和两侧的显示灯将会同时亮起，这可比人眼观察水泡要精确多了。

  还有更直观的数显水平尺，虽然这种更先进了，但在工地上并不多见，不耐用是根本原因，还是水泡的更合适。

  水平尺被发明出来的目的是校验物体的倾斜角度，我们用它来衡量物体是不是达到要求，没有它，建筑将会倾斜，地板会歪曲，所以可以说水平尺真的是让我们的世界变得更挺直了。

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