光學水準儀常見故障及其處理

王欣 丁華

摘 要：水準儀廣泛應用于國家高程控制測量、工程勘測、施工控制測量及變形監測等領域，長途運輸及經常野外施工作業以及溫度、濕度等環境因素影響，會直接影響測量結果的觀測精度，因此在儀器作業前必須對儀器進行故障排除及必要的檢驗。該文對光學水準儀常見故障及其成因進行闡述，并結合自己的工作經驗，提供水準儀常見故障的檢驗及排除方法，供大家參考。

關鍵詞：光學水準儀 故障 檢驗

中圖分類號：TH761 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）07（a）-0099-01

水準儀是一種以儀器的水平視線為基準，對高差進行測量的儀器，在工程勘測、施工控制測量、變形監測和國家高程控制測量等多個領域都有廣泛的應用。測量儀器在出廠時，雖然各零部件及軸系都按照國家相關規范進行檢驗，保證了儀器的精度，但由于長途運輸及經常野外施工作業以及溫度、濕度等環境因素影響，儀器的零部件會產生松動、損傷、生銹等現象而且儀器的軸系之間的相對位置會發生變化，這樣會直接影響測量結果的觀測精度，因此在儀器作業前必須對儀器進行故障排除及必要的檢驗。

1 光學水準儀外觀故障及排除方法

如果儀器的光學零部件出現霉點、油污或者儀器表面出現灰塵而造成儀器的松動、卡滯或者轉動不靈活，從而影響儀器正常使用，可以通過更換部件、上油、清洗等方式進行處理。如果出現基座的腳螺旋過松，則是因為沒有壓緊松緊螺母或者是安平螺旋桿和棗形螺母相互磨損，可以通過調節底座的松緊螺釘來處理。如果出現安平螺旋卡滯，往往是因為螺紋碰傷螺母或者是螺紋上有污垢，對于前者可以用氧化鉻對磨，然后清洗零件、加油裝配，最后再檢查并對腳螺旋進行手動調節直到合適松緊，若是后者則只需要對螺紋進行清洗并重新加油即可。有些儀器的底板和三角壓板之間間隔太小，也會造成安平教螺旋轉動緊，只要適當調整其間隔螺絲即可解決。

2 光學水準儀望遠鏡故障及處理

2.1 水準儀的目鏡

對于目鏡調焦螺旋過緊的現象（主要由于視度環螺紋沾有灰塵或油污）可卸下目鏡清洗、上油，重新安裝調試；對于目鏡調焦螺旋過松的現象（主要由于視度環螺紋長期使用磨損或缺油）可以按照一般的故障，對機器零件進行排除；如果沒有裝正屈光度環，造成和目鏡外筒的摩擦，應該選用止頭螺絲調正屈光度環。

2.2 水準儀的物鏡

對于望遠鏡的物鏡表面起霧，長霉斑，脫膠或破裂等現象，會使望遠鏡成像模糊，這時只需通過清潔，去霉，重新上膠或更換鏡片即可解決。如果望遠鏡視距乘常數不等于100，會造成測量數據不準確，此時應予以調整。先將水準儀安置在距離標尺100 m的地方（可用鋼尺丈量），則望遠鏡上、下視距絲在標尺上截取的間距，應等于100 cm，否則需校正。若所讀間距小于100 cm，說明物鏡離十字絲分劃板的距離大了一些，需要縮短，反之需延長。對于第一種情況可先取下物鏡筒，取出視距乘常數調節圈，放在平鋪的細砂紙上磨薄一些；對于第二種情況，就需將調節圈加厚，通常是用薄銅片做成同樣大小的圓圈，套在物鏡筒座上即可。

2.3 調焦螺旋部分

（1）調焦螺旋轉動過緊或有響聲。原因是螺旋缺油，或調焦齒輪沾有灰沙、油垢或是齒合太緊。只要將調焦手輪拆下來清洗干凈，在摩擦和轉動部分涂上適當的油脂即可。（2）調焦螺旋轉動過松或時有晃動現象。其原因是調焦齒輪與齒條之間磨損較大或齒合太松所致。可將調焦手輪拆下，用汽油將齒輪、齒條清洗干凈并涂上濃度較大的脂，復裝時，不要使齒輪、齒條齒合太松即可消除故障。（3）調焦螺旋失效。原因是調焦齒輪和齒條沒有齒合好。此時，可將調焦手輪拆下來重新安裝，使齒輪、齒條靠緊，固緊調焦手輪座，將調焦彈簧座右旋，使齒輪、齒條齒合好即可。

2.4 符合水準器部分

（1）水準器分劃線的影像因為錯開而不在同一條直線上。具體原因為棱鏡組沒有在水準管的縱向上找到準確的位置。可以通過旋松位于棱鏡盒上的固定螺絲進行調整，把棱鏡盒沿著水準器的軸線進行移動，直至兩影像位于同一條直線后，把螺釘固定緊。（2）氣泡影像過窄或過密。出現這種現象的原因是兩棱鏡內側沒有在水準器軸線的正上方進行安置，而是偏離了軸線。出現這種情況時，首先應該旋松棱鏡盒上的固定螺釘，把棱鏡盒沿著與軸線相垂直的方向移動，直到出現合適的氣泡影像，最后固定好螺釘。其中，影像過窄，向內移動；影像過寬，向外移動。（3）分界限影像和氣泡傾斜。出現這種情況往往是因為兩棱鏡相接的棱和直角棱鏡的棱不相互平行。對于這種情況，應該旋松直角棱鏡座的固定螺釘，調整直角棱鏡位置，當兩個棱平行時，固緊螺釘。（4）氣泡分界線影像錯開或過寬。出現這種情況的原因是有縫隙在兩棱鏡的相接處。這時應該貼緊兩棱鏡的相接棱，使其成為一條直線。

3 基座部分故障及排除

（1）腳螺旋失效。其原因是腳螺母的凸起部分與腳螺絲套缺口未配合，使得螺母與螺絲桿同步轉動。調整時，可將腳螺母的凸起部分與腳螺絲套缺口相配合，安裝好調節螺母即可。

（2）腳螺絲桿彎曲的修理。先找出彎曲的一面，給彎曲兩端墊上一塊硬木，再用條形木墊到彎曲的中央，用榔頭敲擊條形木上端，直到彎曲部分伸直為止。

4 水平制動螺旋失效的故障分析及排除

水準儀水平制動螺旋失效是較常見的故障之一，其原因有以下幾種。（1）制動螺旋間滑動造成制動失效。出現這種情況時，應該松開扳把上的夾緊螺絲，使用起子向里擰動制動螺旋，直至剛好制動；再把扳把放在處于制緊時的位置，最后旋緊扳把上的夾緊螺絲即可。（2）旋的頂桿長度不夠或頂桿、制動塊丟失，只需重配頂桿或制動塊即可消除故障。（3）螺旋與螺母之間產生滑絲，也會引起制動失效，只需重配制動旋即可。

5 水平微動螺旋失效的分析和排除

（1）彈簧套的尖頭或者微動螺旋的頂針沒有頂在微動桿的圓窩內，從而造成微動螺旋失效，此時可將整個微動螺旋拆下來重新安裝，使頂針和彈簧套的尖頭對準微動桿上的圓窩即可。（2）微動套松動，微動手輪旋轉時帶動微動套同步旋轉，甚至可將整個微動螺旋部件旋下。原因是緊固微動套的錐端螺釘松動。排除時，只需將緊固微動套的錐端螺釘擰緊。（3）微動螺旋使用日久后彈力不足。此時，可將彈簧取出伸長一些或更換新的彈簧。（4）磨擦制動環太松，也會造成微動螺旋失效，這時需要適當的旋進一磨擦制動環松緊調節螺絲。

6 微傾螺旋的故障和排除

水準儀的微動螺旋和微傾螺旋具有相似的結構，因此具有基本相同的故障分析和排除方法。但是微傾螺旋還有微傾頂針、微傾俯仰板、微傾彈簧板等部分。相應的常見故障為微傾頂針針尖磨損或其他聯接部分松動，微傾俯仰板轉軸螺絲被扭斷，微傾彈簧板固定螺絲松動。如果微傾螺旋在轉動時出現望遠鏡跳動，一般式因為磨平了微傾彈簧板和頂針調節螺絲的圓窩，或者是磨禿了頂針的針尖，根據故障的程度和部位進行調整（鉆深圓窩或磨尖針頭）。另外，沒有選取合適的微傾螺旋范圍也會造成失效的情況，這時可以通過俯仰板上的頂針調節螺絲多頂針的高低進行調整，使符合水準器泡符合即可。

7 結語

水準儀是精密的光學儀器，修理人員在修理前，應先了解儀器故障部位、故障的現象及產生原因和經過。并對儀器的各個部位進行全面的體檢，以掌握儀器的完損情況。出現故障的部位不同，需要拆卸修理的范圍也不同。除了必須拆卸的部位之外，應該盡可能少的拆卸零部件。另外，還需要認真的檢定已經修復好了的儀器，保證各檢測項目均可達到檢定規程中的技術要求，這有這有才能認定儀器是合格的。

參考文獻

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