李本國

(江漢油田物探公司儀器服務(wù)中心，潛江 433100)

0 引言

水準(zhǔn)儀是測量高差最直接、最常用的儀器。近年來，雖然全站儀、GPS在測量中廣泛應(yīng)用，但水準(zhǔn)儀以其測量高差直觀、性能穩(wěn)定和價格低廉等優(yōu)點仍在公路、橋梁、建筑、礦山和油田建設(shè)等項目中得到廣泛的應(yīng)用，而DS3,DZS3級儀器是水準(zhǔn)儀使用量最多的。作者根據(jù)多年維修、校正與使用的經(jīng)驗，總結(jié)了DS3,DZS3級水準(zhǔn)儀常見故障的修理與校正方法，希望對從事測繪儀器修理和檢定工作人員提供借鑒。

1 故障原因及排除方法

1.1 修理前的準(zhǔn)備

水準(zhǔn)儀結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。儀器修理前，首先要對其做外觀和一般檢視。清潔光學(xué)件表面的灰塵，檢查儀器各運動機構(gòu)是否運轉(zhuǎn)靈活，看看各個緊固螺絲是否擰緊，如有松動、卡滯等現(xiàn)象，需要修理。

圖1 水準(zhǔn)儀結(jié)構(gòu)示意圖

1.2 基座故障的排除

基座故障可引起儀器不穩(wěn)、晃動，無法正常使用。引起基座故障的原因及排除方法：

1)基座底板連接螺絲沒擰緊導(dǎo)致基座松動；連接螺絲太緊，使儀器整平腳螺旋旋轉(zhuǎn)不方便，調(diào)整連接螺絲可排除故障。

2)腳螺旋和基座上塊的反扣螺絲松動引起基座不穩(wěn)，調(diào)整該螺絲即可解決問題。

3)腳螺旋旋轉(zhuǎn)扭曲，是由于腳螺旋中心螺桿變形而引起，更換或者校正該螺桿即可。

4)腳螺旋旋轉(zhuǎn)儀器不能上下移動，是由于腳螺旋螺桿或者棗心螺母滑絲造成的，更換腳螺旋螺桿或者棗心螺母即可。

1.3 豎軸故障的判斷與修理

如果基座是穩(wěn)定的，儀器的各個固定螺絲經(jīng)檢查也是緊的，這時儀器還有晃動的現(xiàn)象，則可能是豎軸出現(xiàn)問題。引起故障的原因一是豎軸固定螺絲松動；二是儀器長期使用導(dǎo)致豎軸磨損，軸和軸套間隙過大。前者擰緊豎軸固定螺絲即可排除；后者需要更換豎軸和軸套才能解決問題。

如果儀器旋轉(zhuǎn)緊澀，轉(zhuǎn)動不靈便，則可能是豎軸生銹或者軸套內(nèi)有臟物，對豎軸進行研磨清洗，然后上潤滑油可排除故障。

圖2 圓水準(zhǔn)器校正示意圖

1.4 圓水準(zhǔn)器不居中

圓水準(zhǔn)器不居中是因為圓水準(zhǔn)器切線與豎軸不垂直造成的，檢查方法：

1)將儀器安放在三角架上并固定，使其物鏡與目鏡的連線與兩個基座平行，調(diào)整腳螺旋使圓水準(zhǔn)器居中；

2)旋轉(zhuǎn)儀器180°，觀察圓水準(zhǔn)器是否居中，如果水泡移出允許范圍，需要進行校正。

校正步驟：

1)用改針微調(diào)校正螺絲，先將水泡從偏移位置調(diào)至距圓水準(zhǔn)器中心的中間位置，如圖2所示，圖中左邊氣泡為偏移位置，中間氣泡是現(xiàn)在應(yīng)該校正到的位置，右邊圓為圓水準(zhǔn)器中心；

2)重復(fù)進行上述操作，將氣泡向圓水準(zhǔn)器中心調(diào)整，直到儀器旋轉(zhuǎn)自任何位置水泡都在圓水準(zhǔn)器中心，即校正后的氣泡，旋轉(zhuǎn)儀器時應(yīng)沒有明顯的位置變化。

1.5 調(diào)焦故障的修理

1)旋動調(diào)焦手柄時，調(diào)焦透鏡不能在鏡筒內(nèi)移動，不能清晰地調(diào)出目標(biāo)成像。根據(jù)修理經(jīng)驗判斷，該故障大部分是由調(diào)焦透鏡組塑料齒輪或者調(diào)焦手輪附件損壞引起的。松開物鏡指頭螺絲卸下望遠鏡物鏡，卸下調(diào)焦手輪及附件，取出調(diào)焦透鏡組件，更換塑料齒輪，修復(fù)調(diào)焦手輪及其組件即可。

2)調(diào)焦手柄旋轉(zhuǎn)困難，這個故障的原因是望遠鏡筒內(nèi)有異物或者潤滑油干枯引起的，對望遠鏡筒進行清洗，重新上潤滑油即可排除故障(上潤滑油要適當(dāng)，潤滑油型號要正確，以免油脂過多、過稀污染調(diào)焦透鏡)。

該項修理完成后，要在具備調(diào)焦誤差檢測的設(shè)備上進行測試，使其調(diào)焦運行誤差能達到該級別儀器的要求。

1.6 光路故障的排除

水準(zhǔn)儀在瞄準(zhǔn)目標(biāo)時，視場內(nèi)有很多臟點或者霧狀，看不清目標(biāo)，是光學(xué)部件有污物或者霉斑。

故障排除方法：

1)目鏡轉(zhuǎn)動時臟點隨著轉(zhuǎn)動，說明臟物在目鏡，只要用清潔劑擦拭目鏡即可。

2)臟點和十字絲分劃板一樣清晰，說明污點在分劃板，卸下十字絲分劃板擦拭該處可清除污點。

3)如果視場霧蒙蒙的，看不清目標(biāo)，說明整個光路有水蒸氣或者光學(xué)部件發(fā)霉，需對整個光路進行清洗。在排除該故障拆卸儀器時一定要記清楚各部件的位置，作好標(biāo)記，裝配時盡可能恢復(fù)原狀。

1.7 望遠鏡分劃板橫絲與豎軸垂直度的檢查與校正

水準(zhǔn)儀分劃板橫絲正常使用時必須與豎軸正交。

檢查方法：

將儀器固定在腳架或檢測臺上并調(diào)平，對準(zhǔn)遠處一清晰固定目標(biāo)或者是測微光管的十字絲交點，轉(zhuǎn)動被檢查儀器水平微動手輪使目標(biāo)沿望遠鏡視場橫絲一端移至另一端，記下偏移量。

校正方法：

用改錐松開望遠鏡分劃板固定螺絲，旋轉(zhuǎn)望遠鏡分劃板，使其十字絲的一端與目標(biāo)重合，然后緊固螺絲；再按檢查方法重新檢查該項目是否合格，如達不到要求重新校正，直到合格為止。

該項目的修理完成后，一定要滿足分劃板橫絲與豎軸正交，沒有明顯傾斜。

1.8 補償器故障的判斷與修理

由于制造工藝和材料問題，補償器是儀器最容易出故障的部件。只要儀器使用不當(dāng)，或者摔過，補償器就有可能不正常工作。

檢查方法：整平儀器瞄準(zhǔn)一目標(biāo)，調(diào)整腳螺旋，使儀器的圓氣泡在氣泡圓圈內(nèi)上下移動，橫絲位置有變化，就是補償器有問題。補償器的種類很多，有吊絲氣室的、有吊絲磁阻尼的和軸承的等等。

故障排除方法：

1)補償器阻尼與氣室有時卡住，在允許范圍內(nèi)調(diào)小吊絲的移動范圍即可。

2)補償器不能正常工作：一個可能是氣室與阻尼相擦，調(diào)整阻尼位置，可修復(fù)該故障；二是補償器中間的限位支架位置變化硌住了補償器，調(diào)整這個限位支架位置可排除故障。

3)補償器放大倍數(shù)不正確。調(diào)整補償器在儀器的相對位置可使補償器放大倍數(shù)滿足測量要求。

4)補償器吊絲斷了一根或者多根，更換吊絲可排除故障(更換的4根吊絲要用性能完全一樣的材料，最好在一根絲上剪下)，并在專門的設(shè)備上進行安裝。

補償器修理后要在檢測臺上對其進行檢測，各項技術(shù)指標(biāo)要達到該級別的要求。

1.9 I角的校正

I角是水準(zhǔn)儀最重要技術(shù)指標(biāo)，要在其他項目校正完后才能進行這個項目。I角的檢查和校正可以在專門的設(shè)備上進行，這樣很方便可直接改正。如沒有這樣設(shè)備，可按以下方法進行檢查校正：

圖3 I角校正示意圖

因A點離儀器遠，I角在讀數(shù)上影響大，

XA=δhAB/(SA-SB)×SA

式中，XA為I角對A點的誤差；SA為測站到A點的距離；SB為測站到B點的距離。

校正方法：

1)DS3儀器

a.計算出XA值后，不要搬動儀器，先算出在A點標(biāo)尺上的正確讀數(shù)a2，a2=a1-XA；

b.用測微螺旋使讀數(shù)對準(zhǔn)a2，這時長水準(zhǔn)器氣泡不居中，調(diào)整長水準(zhǔn)器固定螺絲使氣泡符合。校正后重新測量，看是否存在誤差，反復(fù)進行校驗，直到符合要求。

2)DZS3儀器

a.同上所述DS3儀器步驟a；

b.用改針或者內(nèi)六角扳手調(diào)整I角校正螺絲，使水準(zhǔn)儀望遠鏡橫絲對準(zhǔn)a2。改正后重新測量，看是否存在誤差，反復(fù)進行校驗，直到符合要求。

I角校正完成后，要在檢測設(shè)備上進行檢測，其誤差要小于12″。

2 結(jié)束語

水準(zhǔn)儀種類很多，結(jié)構(gòu)也不盡相同，但原理大致相同。掌握了以上修理和檢查校正的方法，基本上能對水準(zhǔn)儀常見故障進行修理與校正。對不同等級的水準(zhǔn)儀在修理完后進行校正時必須要在具備相應(yīng)等級的水平準(zhǔn)線標(biāo)準(zhǔn)上進行校正,才能恢復(fù)水準(zhǔn)儀的正常性能。

[1] 水準(zhǔn)儀檢定規(guī)程JJG 425—2003.國家技術(shù)監(jiān)督局,2003

[2] 吳彥紅.光學(xué)經(jīng)緯儀維修中的一些小竅門.計量技術(shù),2007(5)