光學經緯儀是我們在實際生產、施工中使用的主要測繪工具之一,作為工程測量中使用最為廣泛的測角儀器,按其精度分工程上常用的有DJ6、DJ2兩類。6秒級經緯儀一般適用于低等控制測量,地形測量,礦山、鐵路、建筑測量和一般工程測量;2秒級經緯儀一般適用于三、四等三角測量,精密導線測量以及精密工程測量。
在日常的使用過程中,由于儀器本身精度標準不同、受外界自然條件的影響、人為的操作因素等,儀器會遭到不同程度的破壞。本文結合儀器的實際使用過程,介紹運用觀察法對光學經緯儀進行的常規檢查項目。
一、觀察法簡介
觀察法是指研究者根據一定的研究目的、研究提綱或觀察表,用自己的感官和輔助工具去直接觀察被研究對象,從而獲得資料的一種方法。在光學經緯儀的檢查過程中,需要技術人員根據儀器的光學特性、成像原理、儀器技術指標、限差要求等,運用長期的經驗積累,通過眼睛、手等人體感覺器官,并借助其他測量工具進行觀察,從而確定項目。
二、觀察法的應用
光學經緯儀的維修較為復雜,一般應首先運用觀察法進行初步檢查,找出故障的具體部位,尤其要注意儀器內部部件不宜隨意拆卸,否則會造成事故。運用觀察法對光學經緯儀進行檢查時,主要分兩步進行,一是觀察主要外貌結構,二是觀察重點部位。
1.觀察光學經緯儀的主要外貌結構
經緯儀的主要結構可分為:三腳架、基座、照準部、望遠鏡、各功能螺旋五大部分。在檢查的初始階段,需要掌握經緯儀各部分結構部件的大致功能,并保證結構沒有發生破損。
三腳架是支撐儀器的支撐件,三腳架的穩固與否,對操作者能否快速取得良好的測量成果有著直接的作用。基座是儀器上承下聯的連接件,它既是承接照準部的基礎,又是與三腳架直接聯結的部分,整個儀器的垂直、對中、整平,完全靠基座各功能螺旋起的作用。照準部一般指基座以上的整個結構,它是整個儀器的主要結構組成。望遠鏡是儀器的主要部件之一,它將遠距離或細微的目標通過光學作用,如實地反映在視場的標準位置上。各功能螺旋都是經書金屬加工件,一般要求加工精細,公差符合設計要求。這些功能螺旋的精確度往往與儀器的精度密切配合。
2.觀察的重點部位
(1)觀察氣泡:經緯儀的水準器是管狀玻璃管內裝滿液體(酒精或乙醚),加熱后封閉冷卻,在管內留有一個氣泡。水準器是利用液體在水平時與略帶弧形的管狀玻璃管弧面的切線,作為標準態。經緯儀的水準氣泡要有適宜的靈敏度。氣泡的內弧面曲率要與儀器精度相適應,曲率要均勻,液體的流動要靈活。目估氣泡兩端位置的準確角約1/4~1/10格。
望遠鏡放大率與氣泡的靈敏度要配合。當儀器有細微傾斜時,氣泡應能反映能見的偏移值,當氣泡微移時望遠鏡也應覺察到微移量。如無此反映,前者為望遠鏡放大率低于氣泡靈敏度,后者為氣泡靈敏度低于放大率。
豎盤氣泡靈敏度與微動螺旋精度相配合。當儀器照準目標,最微量移動儀器,其最小讀數量已能反映微移動量的讀數變化。如不能反映此微動量的變化,則為放大率過大。如儀器在測微尺上已能以現微量移動,但望遠鏡視場內的目標沒有移動,則為望遠鏡放大率過小。
(2)觀察刻度線:凡儀器上的刻度標線,均應要求清晰,易辨認,粗細一致,刻度均勻,線條的粗度約為刻度值最小讀數的1/10為宜。每刻度間隔要均等一致,可以利用讀數目鏡觀測每度間隔是否滿意。如有大小不均,讀數窗要校正,該儀器不能使用。
(3)觀察軸系:經緯儀的校正中,最主要在于幾個軸系之間的幾何關系,比如水準軸垂直于豎軸,視準軸與照準軸重合,十字絲分劃板的豎絲必須垂直(即橫絲要水平),視準軸垂直于橫軸,橫軸垂直于豎軸,指標水準器要符合要求等。在觀察中要注意,任何軸系均應轉動靈活,自由度大,旋轉時沒有雜聲,沒有晃動,沒有串動,旋轉時氣泡能居于中央不變位,手感舒適,沒有緊繃感,或者忽松、忽緊的感覺。
(4)觀察螺旋:可以通過轉動儀器的腳螺旋、制動螺旋、微動螺旋、固定螺旋、對光螺旋等,來觀察各螺旋松緊是否適宜,有無搖晃,動作是否靈敏,是否適宜操作等。
(5)觀察讀數窗口:讀數視場中度盤刻度的檢查,主要觀察度盤影像與讀數刻劃線是否歪斜,度盤刻度是否均勻,度盤刻度與測微刻度有否行時差。
三、體會
光學經緯儀的維修是一項復雜細致的技術,尤其是光學儀器更要求技術人員對儀器的使用性能、結構、校驗要有較為透徹的了解,在未摸清儀器的各項情況之前,千萬不可亂拆卸,尤其是對儀器內部的重要部件和特殊件,更應小心謹慎。
(作者單位:浙江省公路技師學院)