光學儀器維修培訓課件

維修專題儀器維修與保養(yǎng)

一.水準儀部分.水準器

用來將儀器的某一軸線或平面安置于水平或垂直位置.水準儀可以借助它將望遠鏡的視線安置水平.測量儀器上所用的水準器,按其形狀可分為兩類,即長水準器和圓水準器.

1.微傾式水準儀通過圓水準器來安平儀器,通過符合長水準器來安平視線.在測量中,就儀器自身而言,測量精度除豎軸影響外,還與水準器靈敏度的高低有很大關系.具體體現(xiàn)在:

水準器格值影響格值越小靈敏度越高

所用液體的性質(zhì)常用的封裝液體有乙醇和乙醚.由于乙醚對玻璃內(nèi)壁的附著力比乙醇小,在同樣的條件下,水準器灌注乙醚要比灌注乙醇靈敏度高些.實際上,很多精密水準器都是注入乙醚的,然而,乙醚的沸點(+35℃)太低,熱膨脹系數(shù)大,氣泡的長度受氣溫變化的影響太烈.所以中低精度的水準器,多采用乙醇和乙醚的混合液.

溫度變化的影響主要是氣泡的變化,在外業(yè)觀測中可以看到,當玻璃管和內(nèi)部液體在太陽輻射影響下而變熱時,則氣泡移向太陽一邊,因此,夏天在野外施測時,要打遮陽傘.更明顯而又直觀的是,由于溫度變化而引起氣泡長度的改變對水準管靈敏度的影響.水準器內(nèi)灌注的酒精和乙醚,都是冰點低揮發(fā)性大的液體,對溫度的變化非常敏感.當氣溫升高時,液體迅速膨脹,氣泡體積縮小,長度變短,因此靈敏度降低.在實際中,要注意防止由于溫度的變化而對測量結果的影響.2.自動安平水準儀從以上分析可知,直到目前為止,水準器還是測量儀器上的一個薄弱環(huán)節(jié).它要求既嚴格,制造又麻煩,受外界條件變化的影響又大.而在作業(yè)過程中,要使氣泡居中也是一件費時的工作.尤其在精密水準測量時,為了使氣泡精確地符合,往往要花費觀測的大部分時間.觀測時間一拉長,由于外界條件的變化,又給觀測成果帶來了不良影響.這一直是測量工作的一個難題.為此,自動安平水準儀就應運而生.

自動安平的原理1.可動十字絲型儀器傾斜的同時,設法使十字絲相對于儀器作反方向擺動,使視準軸保持在水平方向,不受儀器傾斜的影響,實現(xiàn)自動安平.特點:用吊絲將十字絲板懸吊起來,相對儀器做反方向擺動。2.改變視線型儀器傾斜的同時,通過懸吊的補償棱鏡,使正確的標尺讀數(shù)平移到十字絲上,實現(xiàn)自動安平.特點:在物鏡與十字絲之間用吊絲懸吊反射棱鏡.應用最廣泛.

.水準儀的維護與保養(yǎng)

水準儀應精心維護保養(yǎng),以保證儀器精度及使用效率.1.測量工作完成后,將儀器各部表面清潔干凈,放入儀器箱內(nèi).2.光學零件表面使用軟毛刷和專用的鏡頭紙清潔擦拭,切忌用手指觸摸鏡片.3.儀器如有故障或損壞,須由熟悉儀器結構并有一定修理經(jīng)驗的技術人員進行檢修,或送往專業(yè)的維修機構修理.4.儀器箱內(nèi)的干燥劑,如日久失效,可進行烘烤后再用或更換新干燥劑,必須保證儀器箱內(nèi)干燥.5.儀器應存儲于干燥,清潔,通風良好的地方.6.每次測量作業(yè)時,應進行常規(guī)項目的檢查,使用時嚴格按照操作規(guī)程,使用間隔一段時間后,應進行系統(tǒng)的檢校,此項工作有專業(yè)人員完成..水準儀常見故障與檢修豎軸部分水準儀照準部分的轉動,要求輕松自如,平滑均勻,沒有緊澀,卡死或松緊不一,晃動等現(xiàn)象.照準部旋轉時出現(xiàn)的故障,多系豎軸部分的故障所引起.1.照準部轉動出現(xiàn)緊澀或卡死現(xiàn)象一.豎軸或軸套內(nèi)缺油,用油不當或臟污引起可以將豎軸撥出,用汽油清潔干凈,加上特5號精密儀表油或其它軸系專用油即可二.豎軸與軸套的接觸面有銹斑可以將豎軸撥出,用扁形竹簽蘸煤油刮除,然后用棉簽把銹末清潔干凈,再用研磨膏拋光,最后再用汽油把豎軸和軸套清潔干凈,加油裝上即可三.制動環(huán)缺油或臟污可以將制動環(huán)拆下來清潔干凈,加油裝上即可四.豎軸位置高低不合適可以通過豎軸軸套底部的調(diào)節(jié)螺絲來調(diào)整豎軸位置的高低來解決五.摩擦制動環(huán)松緊螺釘旋的太緊可以調(diào)整摩擦制動環(huán)松緊調(diào)節(jié)螺絲,調(diào)到照準部旋轉時不太緊澀,而微動螺旋又能起作用止六.豎軸或軸套變形當變形量很小時,可以用研磨豎軸或軸套的方法修復,若變形量大,更換豎軸和軸套2.照準部轉動出現(xiàn)晃動現(xiàn)象一.豎軸或軸套因磨損而致間隙加大可以將豎軸撥出,清潔后換上粘度較大的精密儀表油二.豎軸與托架的連接螺絲松動,或軸套與基座連接螺絲松動,擰緊即可制動螺旋部分1.扳把與制動螺旋之間產(chǎn)生滑動引起制動失效將扳把上的夾緊螺絲松開,用起子把制動螺旋向里擰到剛好能制動時為準,再把扳把放在處于制緊時的位置,然后旋緊扳把上的夾緊螺絲即可2.制動螺旋的頂桿長度不夠或制動塊丟失,都會使制動失效,只需重配即可微動螺旋部分1.微動螺旋失效一.微動螺旋的頂針和彈簧套的尖頭,沒頂在微動桿的圓窩內(nèi),引起微動失效只要將微動螺旋和彈簧套拆下來重裝,使頂針和彈簧套的尖頭對準微動桿上的圓窩即可二.微動螺旋的棗形螺母沒固定住,而隨微動螺桿一起轉動引起微動螺旋失效將整個微動螺旋拆下重裝即可三.豎軸轉動過緊或卡死,也會引起微動螺旋失效四.微動彈簧使用日久后彈性不足,也會引起微動螺旋失效五.摩擦制動環(huán)太松而沒有起到制動的作用時,微動螺旋也會失效只要將摩擦制動環(huán)松緊調(diào)節(jié)螺絲適當旋進一些即可2.微動螺旋轉動時過緊或卡死一.微動螺旋的螺桿與螺母缺油,臟污或進入灰沙等所引起只要卸下來刷洗干凈,上油重裝即可二.松緊調(diào)節(jié)罩位置不合適三.豎軸轉動過緊或卡死,也會引起微動螺旋頂桿的推進,導致微動旋轉緊澀四.螺桿或螺母變形,螺紋碰傷所引起3.微動螺旋轉動過松或晃動螺紋磨損較大,松緊調(diào)節(jié)罩沒調(diào)節(jié)好所引起.拆下來清潔干凈,加上較稠的油脂,并將松緊調(diào)節(jié)罩調(diào)好,一般故障即可消除.微傾螺旋部分與微動螺旋機構相似,其故障排除方法也相同.另外還多了彈簧板,俯仰板,頂針等微傾部分機構.當轉動微傾螺旋時,望遠鏡有跳動現(xiàn)象或彈簧板有”叭叭”響聲時,多半是頂針的針尖磨禿或頂針調(diào)節(jié)螺絲及微傾彈簧板上的圓窩磨平了,可視故障產(chǎn)生的部位和程度進行修整(如將頂針的針尖磨尖,或?qū)A窩再鉆深一點等).此外,微傾螺旋因微傾范圍不合適而失效時,可以用俯仰板上的頂針調(diào)節(jié)螺絲來調(diào)整頂針的高低,使符合水準器泡符合即可.腳螺旋部分1.腳螺旋旋轉時過緊或卡死一般是螺桿與螺母缺油,過于臟污或進入灰沙,松緊調(diào)節(jié)罩位置不當,螺桿或螺母變形,以及螺紋碰傷等.故障的排除與處理方法,與微動螺旋部分相同2.腳螺旋旋轉時過松或晃動一般是螺母與螺桿之間的磨損較大,或者是松緊調(diào)節(jié)罩沒調(diào)好3.腳螺旋旋轉時,忽松忽緊,松緊不一一般是腳螺旋受到碰撞使螺桿變彎4.腳螺旋旋轉時不起升降作用(失效)一般是螺母與螺桿一起轉動,即腳螺旋的棗形螺母沒固定住..調(diào)焦螺旋部分1.調(diào)焦螺旋轉動時過緊或有響聲.拆下重裝2.調(diào)焦螺旋轉動時過松或有晃動現(xiàn)象調(diào)焦齒輪與齒條之間磨損較大或嚙合太松所引起,涂上粘度較大的油脂,重裝即可3.調(diào)焦滑筒在望遠鏡內(nèi)運行過松或過緊磨損變大或變形,把調(diào)焦滑筒拔除,調(diào)整上面的彈性凸塊或彈性板條.4.調(diào)焦螺旋轉動時不起調(diào)焦作用(失效)調(diào)焦齒輪與齒條沒嚙合好,拆下重裝二.光學經(jīng)緯儀部分光學經(jīng)緯儀與水準儀在構造上有不少相同之處，特別是望遠鏡系統(tǒng)和儀器的機械部分，基本上是相同的．而最明顯的區(qū)別，則是光經(jīng)增加了一組光學讀數(shù)設備．即光路．１．指標水準器垂直角測量時，望遠鏡繞橫軸做俯仰轉動，豎盤跟著轉動．但指標是固定不動的，因此，其俯仰角可以通過指標表示出來．然而，指標本身位置必須嚴格正確（在鉛垂或水平的位置），為此，把指標與指標水準器連成一體，借助于水準器的氣泡居中來使指標指在正確位置２.豎盤指標自動歸零大多數(shù)光學經(jīng)緯儀的指標是固定的，要實現(xiàn)豎盤指標自動歸零，只需將指標與豎盤之間的光學棱鏡懸吊起來，使傾斜后的指標影象自動歸于９０°的鉛垂位置，即實現(xiàn)自動歸零用經(jīng)緯儀觀測角度時，首先要在測站上安置儀器，包括對中和整平（一）對中對中的目的，是使經(jīng)緯儀水平度盤中心安置在過測站點上的鉛垂線上．用腳螺旋對中（二）整平整平的目的是使儀器豎軸居于鉛垂位置，即水平度盤水平．用腳架整平．實際上，對中整平常常結合起來，達到快速安置儀器，為測量做準備．

５.豎盤指標差的校正（ｉ≤１２″）影響垂直角讀數(shù)，校正時分為：一．北光ＴＤＪ２，ＴＤＪ６，蘇光Ｊ２－１，Ｊ２－２調(diào)整時，先旋下左支架一側的一個小蓋板，即可看到里面有上下兩個調(diào)整螺絲．用改針按“松一緊一”的方法來撥動螺絲，即能達到調(diào)整指標差的目的．二，１００２廠Ｊ６，Ｊ６Ｅ通過升降符合長水準管的一端接觸處上下螺絲來調(diào)整指標差６.光學對點器的檢驗和校正檢驗：將儀器安置在三腳架上，整平后，使對點器視準軸對準地面上某一標志，旋轉照準部１８０°，若對點器中心偏離原標志，則需校正．校正：光學對點器的校正部件，隨儀器的類型而異，有的借助于改動分劃板的位置校正視準軸有的則移動轉象棱鏡校正視準軸．因此，校正時，應仔細分析．

三.電子經(jīng)緯儀部分

電子經(jīng)緯儀區(qū)別于傳統(tǒng)的光學經(jīng)緯儀,是它改變了以往的光學結構,用光柵盤代替了光盤,用電子讀數(shù)系統(tǒng)取代了光學讀數(shù)系統(tǒng).工作原理:

由光柵盤的轉動引起了指示光柵的光信號產(chǎn)生,通過光電轉換器將光信號轉換為電信號.由可編程邏輯器件判斷是否過零,并判斷左旋還是還是右旋并配合計數(shù)器開始計數(shù),由多路轉換器判斷出水平盤或是垂直盤工作,所有信息傳到CPU進行運算,CPU發(fā)出各項指令指揮工作,并把運算結果傳到顯示器顯示.

垂直盤為何要過零?

水平角測量時,屬于相對角度,即一個夾角,而垂直盤測垂直角時,有一個方向性,即鉛垂方向.因此要有一個零位基準,當過零后,計數(shù)器才打開,進行計數(shù),從而產(chǎn)生一個絕對的垂直角度值.這就是光柵增量式電子經(jīng)緯儀開機后,在盤左水平位置要輕輕轉動望遠鏡,直到垂直角有度數(shù)顯示的原因.而南方測繪公司最新推出的絕對編碼電子經(jīng)緯儀,由于垂直度盤上刻有度數(shù),因此,開機就可以測量,而不需要過零了..電子經(jīng)緯儀的幾何校正電子經(jīng)緯儀是集光,機,電為一體的精密電子儀器,所有指標的校正,都應遵循一定的操作規(guī)范,在專業(yè)人員的指導下進行.長水準器,圓水準器,對中器,十字絲豎絲與橫軸的垂直度的檢校方法與光經(jīng)相同1.豎軸與橫軸的垂直度(高低差≤8″)校正原理就是修正橫軸與豎軸的幾何關系,使它們垂直,同光經(jīng)2.視準軸與橫軸的垂直度(2C≤8″)用望遠鏡十字絲中心對準100m遠處的目標A,正鏡讀一個水平角讀數(shù)a,倒鏡讀一個水平角讀數(shù)b.儀器的2C=a-(b±180°)≤8″校正時,拆下目鏡護蓋,用改針撥動望遠鏡分劃板左右兩個拉絲直至2c符合要求3.指標差(i≤12″)用望遠鏡十字絲中心對準100m遠處的目標A,正鏡讀一個垂直角讀數(shù)a,倒鏡讀一個垂直角讀數(shù)b.儀器的指標差i=(a+b-360°)≤12″校正時,按住v％鍵開機,儀器的垂直角過零.正鏡用望遠鏡十字絲中心對準100m遠處的與儀器等高的目標A,按v％鍵確認,倒鏡對準同一點A,按v％鍵確認,儀器的i角就置入到內(nèi)存中了

4.補償器南方測繪儀器公司生產(chǎn)的電子經(jīng)緯儀,為了提高垂直度盤測角時的精度和穩(wěn)定性,在儀器內(nèi)部設置有補償器,該補償器的校正只能由專業(yè)維修人員完成.

.電池的裝卸,充電和維護取下電池盒時,按下電池盒頂部的按鈕,頂部朝外向上將電池盒取出.裝電池盒時,將電池盒底部插入儀器的槽中,按壓電池盒頂部按鈕,使其卡入儀器中固定歸位.電池充電應用專用充電器NC-10,充電時間約為6小時.每次取下電池時,都必須先關掉儀器電源,否則儀器易損壞.日常使用中不要對剛充好電的電池,馬上再次充電,否則會影響電池性能(記憶效應).1.充電時注意事項:盡管充電器有過充保護回路,充電結束后仍應將插頭從插座中拔除.要在0～45℃溫度范圍內(nèi)充電,超出此范圍可能充電異常.慢充(小電流充電)對電池有好處,建議使用隨機配套充電器充電.2.電池存儲電池必須充電后存儲,且至少每隔3個月應該為電池充電一次.如果放電后存儲或者超過限期不充電,電池會因自動放電導致電量過低,造成不可逆損壞,影響電池電量.電池的自放電受溫度既濕度的影響,高溫及高濕會加速電池的自放電.推薦將電池存儲在0到25攝氏度的溫度范圍以及干燥的環(huán)境下.3.新電池為了電池能達到最佳效能,新電池只有在兩三次完全充放電的循環(huán)后才能達到最佳容量,每次充電時間6到8小時.鎳氫電池在首次使用或者存儲超過一個月充電時,在完全充滿前20分鐘左右充電器將自行停止充電,指示燈顯示充電完成,此時須將充電器電源插頭拔除,5秒后插上電源繼續(xù)充電,直至指示燈顯示充電完成.新電池可反復充電使用300到500次,請嚴格遵守上述注意事項..電子經(jīng)緯儀維護與保養(yǎng)一.日光下測量應避免將物鏡直接瞄準太陽,若在太陽下作業(yè)應安裝濾光鏡,并打遮陽傘.二.避免在高溫和低溫下存放和使用儀器,亦應避免溫度驟變.三.儀器不使用時,應將其裝入箱內(nèi),置于干燥處,注意防震,防塵和防潮.四.若儀器工作處的溫度與存放處的溫度差異太大,應先將儀器留在箱內(nèi),直到它適應環(huán)境溫度后再使用儀器.五.儀器長期不使用時,應將儀器上的電池卸下來分開存放.電池應每月充電一次.六.運輸應將儀器裝入箱內(nèi),路途中應小心避免擠壓,碰撞和劇烈震動,長途運輸最好在箱子周圍使用軟墊.七.儀器安裝至三腳架或拆卸時,要一只手先握住儀器,以防儀器跌落.八.外露光學件需要清潔時,應用脫脂棉或鏡頭紙輕輕擦凈,切不可用其它物品擦拭.九.不可用化學劑擦拭塑料部件及有機玻璃表面,可用浸水的軟布擦拭.十.儀器使用完畢后,用絨布或毛刷清除儀器表面灰塵,儀器被雨水淋濕后,切勿通電開機,應及時用干凈軟布擦干并在通風處放一段時間.十一.作業(yè)前應仔細全面檢查儀器,確信儀器各項指標,功能,電源,初始設置和改正參數(shù)均符合要求時再進行作業(yè).十二.即使發(fā)現(xiàn)儀器功能異常,非專業(yè)維修人員不可擅自拆開儀器,以免發(fā)生不必要的損壞.四.全站儀部分相位法測距原理:發(fā)射鎖相環(huán)本振棱鏡基準信號接收放大計數(shù)器電經(jīng)顯示

本振振蕩器產(chǎn)生恒定頻率的本振信號,通過鎖相環(huán)使主振頻率與之保持一固定差,驅(qū)動發(fā)光管產(chǎn)生調(diào)制光波,經(jīng)棱鏡返回后,由接收器接收,經(jīng)混頻產(chǎn)生低頻信號,經(jīng)放大后送檢相計數(shù)器同早期送到的基準信號進行比相,得出發(fā)射時刻調(diào)制光波的相位差,送CPU計算并顯示距離.測距公式為:

D=L×(N+△N)其中:L____測尺長N____整波數(shù)

△N__非整波數(shù)的尾數(shù)4.相位計精度問題目前幾乎所有的儀器都使用數(shù)字相位計實現(xiàn)高分辨力測相.多周期測量實現(xiàn)±1誤差,噪聲誤差的自然抵償是重點.5.光能衰減對測程的影響問題光的發(fā)射和傳輸衰減將造成回光強度隨距離的增大而急劇減弱,為了獲得較遠的測程,選用亮度和高度集中的發(fā)光管,設計高度會聚的光路系統(tǒng),高靈敏度的雪崩接收二極管,設計高增益低噪聲接收放大器是必要的.6.幅相誤差問題由于數(shù)字測相必須將模擬中頻信號(正弦波)轉化成數(shù)字信號(方波),這一過程是非線性的,容易產(chǎn)生幅相誤差,即因信號幅度(強度)不同引入的轉換附加相差.在實際作業(yè)中,遠距離和近距離的回光信號強度差距是極其懸殊的,所以都必須使用自動減光系統(tǒng)(自動光強控制系統(tǒng))和自動增益控制的中頻放大器,以保證信號在整形前幅度一致.這也是實現(xiàn)高精度距離測量的技術關鍵.7.周期誤差問題對精密相位測量來說,同頻率干擾信號是致命的誤差源,因為頻率相同就不可以用濾波器將過濾.屏蔽和隔離是有效的解決辦法.8.電路固有延遲問題相位測量雖然可以獲得極高的時間差分辨力,但所測得的的時間差既包含了電磁波在被測距離的延遲,也包括了電信號在電路上的延遲.所以儀器中都設計有內(nèi)光路測量過程,就是直接將發(fā)射光短路回接收