其次，向受水壶注水的水管截面面积必须固定，水管采用“渴乌”(虹吸)原理，便于调整和修理 。有两种保持水位恒定或接近恒定的方法，均见于宋代杨甲著《六经图》(刊于1153年)中的“齐国风挈壶氏图” 。图中“唐制吕才(约公元600~650)定”刻漏是在漏壶上方加几个补偿壶，“今制燕肃(1030)定”刻漏采用溢流法，深四寸 。
多余的水由平水壶(下匮)通过竹注筒流入减水盎 。燕肃创制的漏壶叫莲花漏，北宋时曾风行各地 。《全上古三代秦汉三国六朝文·全后汉文》中在桓谭(卒于公元56年)的文章里说刻漏度数因干、湿、冷、暖而异，在白天和夜间需要分别参照日晷和星宿核对 。
当时已认识到水温和空气湿度对刻漏计时精度的影响 。刻漏的最早记载见于《周礼》 。已出土的文物中最古老的刻漏是西汉遗物，共3件，均为泄水型 。
其中以1976年内蒙古自治区伊克昭盟杭锦旗出土的青铜漏壶最为完整，并刻有明确纪年 。比较完整的传世刻漏有两个，均为受水型一个在北京中国历史博物馆，是元代延祐三年(1316)造
一个在北京故宫博物院，是清代制造 。沙漏因刻漏冬天水易结冰，故有改用流沙驱动的 。
《明史·天文志》载明初詹希元创造了“五轮沙漏” 。后来周述学加大了流沙孔，以防堵塞，改用六个轮子 。宋濂(1310~1381)著《宋学士文集》记载了沙漏结构，有零件尺寸和减速齿轮各轮齿数，并说第五轮的轴梢没有齿，而装有指示时间的测景盘 。
水运浑天仪古代文献中有汉武帝时(公元前140~前87)洛下闳、鲜于妄人作浑天仪之说，但未提到它的结构 。
《晋书·天文志》记载东汉张衡 (公元78~139)制造浑天仪，说在密室中用漏水驱动，仪器指示的星辰出没时间与天文观察的结果相符 。《新唐书·天文志》对唐开元十三年(725)僧一行和梁令瓒设计的浑天仪有较详细的记述 。
仪器上分别装有日、月两个轮环，用水轮驱动浑象 。
浑象每天转一周，日环转1/365周，仪器还装有两个木偶，分别击鼓报刻，是一座上狭下广的木建筑 。水运浑天仪是一具依靠水力而使其运转，能模仿天体运行的仪器，并可以测定时间 。
这个浑天仪改进了汉代科学家张衡的设计，注水激轮，令其自转，昼夜一周，除了表现星宿的运动以外，还能表现日升月落，当然比张衡的水运浑象仪更加精巧、复杂了 。
所以，当水运浑天仪造成之后，置于武成殿前，文武百僚观看后，无不为其制作精妙，测定朔望、报告时辰准确而叹服，共称其妙 。
特别需要提出的是在水运浑天仪上，还设有两个木人，(相关文物遗迹“商州铜佛龛”)用齿轮带动，一个木人每刻(古代把一昼夜分为一百刻)自动击鼓，一个木人每辰(合现在两个小时)自动撞钟 。
这两个木人当然应该说是运用机械原理而制成的古代机器人 。这是一个十分巧妙的计时机械，是世界上最早的机械时钟装置，是现代机械类钟表的祖先，比公元1370年西方才出现的威克钟要早六个世纪，这充分显示了中国古代劳动人民和科学家的聪明才智 。尽管这架水运浑天仪在使用了一段时间后，便因铜铁渐涩，不能自转而进入博物馆了 。
但是，僧一行和梁令瓒却以获得天文钟的发明权而永垂史册 。英国著名科技史家李约瑟博士在《中国科学技术史》第四卷中说僧一行和梁令瓒所发明的平行联动装置，实质上就是最早的机械时钟，是一切擒纵器的祖先，走在欧洲14世纪第一具机械时钟的前面
西方关于钟表装置是14世纪早期欧洲的发明这一说法，是完全错误的 。水运浑天仪上刻有二十八宿，注水激轮，每天一周，恰恰与天体周日视运动一致 。
水运浑天仪一半在水柜里，柜的上框，有如地则自然撞钟 。整个水运浑天仪既能演示日、月、星辰的视运动，又能自动报时，有二木人，每刻(古代把一昼夜分做一百刻=0.24小时=14，4分钟)击鼓，每时辰(合现在两小时)撞钟 。
这是世界上最早将擒纵装置应用于计时，比外国自鸣钟的出现早了六百多年 。
一行等人的成就又超过了张衡 。(也是最早的报时机器人) 。一行等以新制的黄道游仪观测日月五星的运动，测量一些恒星的赤道坐标和对黄道的相对位置，发现这些恒星的位置同汉代所测结果有很大变动 。
水运仪象台为北宋元祐三年(1088)苏颂、韩公廉等人所制 。
他们于绍圣(1094~1097)初年著《新仪象法要》，载有总图和部件图多幅 。这台水运仪象台高三丈五尺余， 宽二丈一尺，是一座上狭下广的木建筑 。
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