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工程检测仪器是工程建设的规划设计、施工及经营管理阶段进行检测工作所需用的各类定向、测距、测角、测高、测图以及摄影检测等方面的仪器。
科技的发展推动了测绘仪器的发展,测绘仪器作力测绘技术的主要工具对于测绘来说不可成缺。
我国测绘仪器经历了几六年发展,由传统测绘仪器向现代测绘仪器演变。上世纪50年代测绘仪器中发展上去各种类型的电磁波测距仪,电磁波测距仪采用的检测定位方式由三角检测法扩充到精密导线检测及三边检测法。同时电子计算机的出现也将测算速率大大提高,测绘数据通过计算机的运算显得愈发精确和快捷。最后卫星空间技术的发展大大加快了测绘仪器及测绘工作的发展。这种传统的测绘仪器在变革开放前是测绘事业的主要工具,对于建国后的建筑事业发挥了重要的作用,如电子经纬仪、电磁波测距仪、全站仪和电子水准仪等。现代测绘仪器的发展基本上没有脱离传统仪器的步伐,并且在卫星技术盛行之时推动了测最技术的进一步发展。日本构建为海军导航服务的卫星服务以后,新一代卫显导航系统开始步入研究阶段,随着研究的深入,全球定位系统步入到使用阶段。全球定位系统具有覆盖面广、功能多、精度高以及实时定位等功能,这项技术代表作着新型测绘技术的演变。
步入21世纪以来,数字化程度加深,微型技术的发展促使数据的迅速无缝交换成为了测绘仪器的重要特点。首先,数字化、网络技术与现代测绘仪器的结合成为了未来测绘仪器的主要发展趋势。各类智能仪器、虚拟仪器及传感,借助成熟的网路的设施,将最大幅度的实现资源共享,同时减少成立系统的费用,甚至还可提升测控系统的功能并扩宽其应用的范围。其次,全球定位、导航技术与通讯技术相结合成为未来测绘仪器的又一发展趋势。全球定位系统作为全新的定位系统成为抢占主要的定位功能,逐渐替代了常规光学仪器和电子仪器。导航系统也与全球定位系统结合上去是卫星技术发展的主要方向。检测精确度通过导航及全球定位系统将精确到分米、毫米级別。同时,我国北斗导航系统的构建更是平添风采,通讯技术的高度发展也将信息与技术快速确切的步入到数字系统中,对于测绘仪器的发展有极强的推进作用。最后,检测随着遥感技术的发展进入动态检测阶段。未来的测绘技术将会不满足于单纯的静态剖析,卫星的无限增多可能、遥感技术的高帧率的发展使多方位、多时段的检查成为可能,这样将检测范围扩充到每时每刻。
应用在工程建设中规划设计、施工及经营管理阶段进行检测工作所需用的各类定向、测距、测角、测高、测图以及摄影检测等方面的仪器。分类
经纬仪
检测水平角和竖直角的仪器。由望远镜、水平度盘与垂直度盘和底座等部件组成。按读数设备分为游标经纬仪、光学经纬仪和电子(手动显示)经纬仪。经纬仪广泛用于控制、地形和施工放样等检测。中国经纬仪系列有:DJ07、DJ1、DJ2、DJ6、DJ15、DJ60六个机型(“DJ”表示“大地检测经纬仪”,“07、1、2、……”分别为该类仪器以秒为单位表示的一测回水平方向的中偏差)。在经纬仪上附有专用配件时,可组成:激光经纬仪、坡面经纬仪等。据悉,还有专用的陀螺经纬仪、矿山经纬仪、摄影经纬仪等。
水准仪
借助连通管测定两点间微小高差的仪器。
主要是由测深仪和控制器组成的观测系统。后者用微型马达作为动力,以测针手动跟踪水位进行观测,前者由电子设备部件经过测深仪与沉降点有线联接后,指挥任一沉降点进行工作,并由数码管显示逐点的观测值。在良好条件下,观测精度可达0.05mm左右。仪器主要用于精密测定建筑物沉降,建筑物安装及水灾预报中的倾斜观测。
检测两点间高差的仪器。由望远镜、水准器(或补偿器)和底座等部件组成。按构造分:定镜水准仪、转镜水准仪、微倾水准仪、自动安平水准仪。水准仪广泛用于控制、地形和施工放样等检测工作。中国水准仪的系列标准有:DS05、DS1、DS3、DS10、DS20等机型(“DS”表示“大地检测水准仪”,“05、1、3、……”分别为该类仪器以毫米为单位表示的每公里水准检测高差中数的碰巧中偏差)。在水准仪上附有专用配件时,可组成激光水准仪。
平板仪
地面人工测绘大比列尺地形图的主要仪器。由照准仪、平板和支架等部件组成。在照准仪上附加电磁波测距装置,可使作业更为便捷迅速。
测距仪
应用电磁波运载测距讯号检测两点宽度离的仪器。测程在5~20公里的称为中程测距仪,测程在5公里之内的为近程测距仪。精度通常为5mm+5ppm,具有大型、轻便、精度高等特性。60年代以来,测距仪发展迅速。生产的双色精密光电测距仪精度已达0.1mm+0.1ppm。电磁波测距仪已广泛用于控制、地形和施工放样等检测中,成倍的提升了外业工作效率和量距精度。
速测仪
由电子经纬仪、电磁波测距仪、微型计算机、程序模块、存储器和手动记录装置组成,快速进行测距、测角、计算、记录等多功能的电子检测仪器。有整体式和组合式两类。整体式电子速测仪为各功能部件整体组合,可手动显示斜距、角度,手动归算并显示平距、高差及座标增量,具有较高的手动化程度。组合式电子速测仪,即电子经纬仪,电磁波测距仪,计算机及绘图设备等分离器件,按须要组合,既有较高的手动化特点,又有较大的灵活性。电子速测仪适用于工程检测和大比列尺地形检测。并能为构建数字地面模型提供解析数据,使地面检测趋向手动化,还可对活动目标做跟踪检测,比如对于港口工程中的船舶进出港口的航迹观测。
陀螺经纬仪
将陀螺仪和经纬仪组合在一起,用以测定真方位角的仪器。在月球上南北经度75°范围内均可使用。陀螺高速旋转时,因为受月球自转影响,其轴向子午面一侧往复摆动。通过观测,可定出真北方向。陀螺经纬仪主要用于煤矿和隧洞地下导线检测的定向工作。有的陀螺经纬仪用微处理机进行控制,手动显示检测成果,具有较高的检测精度。激光陀螺经纬仪则具有精度较高、稳定和成本低的特性。
激光检测
装有激光发射器的各类检测仪器。这类仪器较多,其共同点是将一个氦氖激光器与望远镜联接,把激光束导出望远赤道仪,并使其与视准轴重合。借助激光束方向性好、发射角小、亮度高、红色可见等优点,产生一条鲜明的准直线,做为定向定位的根据。在小型建筑施工,水塘、隧道顶管,小型机器安装,以及变型观测等工程检测中应用甚广。
常见的激光检测仪器有:①激光准直仪和激光指向仪。二者构造相仿,用于河道、隧道或管线施工、大型机械安装、建筑物变型观测。激光准直精度已达10-5~10-6。②激光垂线仪。将激光束放在铅直方向以进行竖向准直的仪器。用于高层建筑、烟囱、电梯等施工过程中的垂直定位及之后的倾斜观测,精度可达0.5×10-4。③激光经纬仪。用于施工及设备安装中的定线、定位和测设已知角度。一般在200米内的误差大于1分米。④激光水准仪。除具有普通水准仪的功能外,尚可做准直导向之用。如在水准尺上装手动跟踪光电接收靶,即可进行激光水准检测。⑤激光平面仪。
一种建筑施工用的多功能激光检测仪器,其铅直光束通过五棱镜转为水平光束;微马达推动五棱镜旋转,水平光束扫描,给出激光水平面,可达20□的精度。适用于提高施工的滑模平台、网形山墙的水平控制和大面积混凝土墙体支模、灌筑及抄平工作,精确便捷、省力省工。
摄影仪
由摄影机和经纬仪组装而成的供地面摄影检测野外作业用的主要仪器。摄影机上有目镜、暗箱、承片框、检影器。在承片框上装有精密的框标。经纬仪拿来测定摄影站点和检测点的座标,并确定主光轴方向。主要用于地形和非地形摄影检测。
量测仪
摄影检测中用于测定立体像对上同名点的相片平面直角座标和座标差(视差)的仪器。由观测系统,滑轨系统,相片盘,量测系统和照明设备等部份组成。有的仪器有手动座标记录装置,还可直接获得计算机使用的穿孔纸带,或配有手动拍摄所量测像点影像的装置。主要用于解析空中三角检测和地面立体摄影检测加密像控点。
测图仪
民航摄影检测全能法测图仪器的合称。是摄影检测内业成图的主要仪器。其结构原理是以摄影过程的几何反转为基础。由投影系统、量测系统、观察系统和绘图系统组成。仪器按投影方法分为光学投影、机械投影和光学机械投影三种,按使用范围分,有专为地面立体摄影经纬仪配套的仪器,也有既可供航测成图又可供地面摄影成图的全能仪器;有的限于测图,有的能够用于空中三角检测。发展的趋势是主机结构趋向简单,但降低各类外围设备,如手动座标记录装置,正射投影装置、数控绘图桌等,以扩大使用范围,提升工作效率。另外,解析测图仪也可归于全能法测图仪器,它由带有反馈系统的高精度立体坐标量测仪、电子计算机、数控绘图桌、控制台及相应的软件组成。新型解析测图仪可以联机或脱机测图,其人机对话的数字摄影检测、信息库、图解系统用于地籍检测和空中三角检测,可获取数字地面模型、断面图、进行地面摄影检测以及修测更新地图等。
投影仪
将具有倾斜和地面起伏的中心投影相片变换成正射影像图的摄影检测专用仪器。正射影像图具有成图快速、信息丰富、直观易识等特性,正射投影仪通常分光学投影和电子投影两类,可以联机或脱机作业,制做正射影像图
选型手册
1、看品牌:
通常工程上使用的全站仪基本以2秒中档仪器为主,我们建议的进口品牌有佳能、尼康、徕纳得、索佳、拓普康、天宝,这种品牌上面都有工程型仪器,价钱在3万至5万之间,性价比十分高,检测软件比较丰富,基本上都具有免棱镜功能,适宜公路桥梁、市政施工等工程上的应用。
国产仪器上面我们首先提下上海一光(创元)系列的仪器,上海一光的仪器是好多老用户同学指定的国产品牌,特别适宜房建工程及大型市政、园林工程。中海达华星的全站仪也是十分不错的选择,同等价钱上面,该仪器具有免棱镜、蓝牙传输、温度气压手动感应等功能,另外不得不提下北方的仪器,北方仪器使用比较普票,操作模式主要是模仿拓普康全站仪的操作,北方仪器是分公司直销模式,售价每位省份都不一样,所以用户同学在购买的时侯可以多了解下。国产仪器还有凤凰索卡亚、博飞、科力达、瑞德这种仪器都可以考虑。
2、看实力:
我们所指的实力出了品牌实力外,也要看经销商的实力,由于现今国产测绘仪器比较多,一些小品牌小厂家为了销售业绩,不管你有没有一定的能力,就会让你卖。目前扬州市场上有一些经销商曾经没有从事过测绘行业,租一个小档口,进点仪器(有些经销商只有一点杂牌的水准仪和经纬仪,没有全站仪GPS)就开始在市场上销售。没有技术支持,没有售后服务。我们公司朋友遇见一个事情:某工程采购了一台全站仪,出现了问题须要校正,该经销商没有校正台,对全站仪也不懂。用户找到我们后发觉该全站仪连注册码都没有,只具备简单的检测和演示模式。经我们提醒后,颇费周折后才拿到注册码。所以用户同学到实体经销商哪里购买仪器的时侯要注意:1、经销商有没有厂家的授权证书;2、有没有售后服务的能力,例如仪器校正台等这种设备;3、经销商有没有专职的销售人员定期联系跟踪服务;4、经销商实体店的规模,有什么仪器。
3、看价钱:
市场上产品品牌和种类比较多,古语说得好:实惠没好货。我们都希望花最少的钱买到最好的东西,同样的产品由于品牌不一样,价钱要差好几倍的都有。例如一套简单的水准仪,市场上有的只须要500多元,有的要1000多元。仪器看上去都差不多,这个区别在那里呢?1、价格低的仪器通常主机壳体都是回收塑胶做的,用户同学在购买的时侯您打开新的仪器袋子您都会发觉有恶臭的气味;2、仪器精度,工程上通常使用的是三等水准仪,实惠的仪器在使用一段时间后,气泡和I角都会容易出现偏差;3、内部结构,这个用户同学不容易发觉,内部结构上面主要的补偿器和对焦透镜等结构组成。
假如要买到合适放心的产品可以从以上几点去选购,仪器订购后在使用过程中也要定期保养和检测,通常实力比较好的经销协会有专职人员定期回访并提醒保养,有利于延长仪器使用寿命。
维护保养
测绘仪器管理的目的:为确保检验仪器量规的精准,避免因仪器量规的偏差,而形成不良品,并延长检验仪器量规的使用寿命。
施行要点:所有检验的测绘仪器均需完善档案,并指定专人测绘工程师负责保管、使用、维护保养及校准;为使职工确实了解正确的使用方式工程测量仪器有哪些,以及维护保养与校准工作的施行,由单位派人先行讲解;检验仪器量规应放置于适合的环境(要避开阳光直接照射,适合的气温),且使用人员应依正确的使用方式施行检验;测绘仪器使用完毕,必须将各部件拆解,储存于防护盒内。
维护保养:由使用人负责施行;在使用前后应保持清洁且切勿碰撞;维护保养周期施行定期维护保养并作记录;检验仪器量规如发生功能失效或受损等异常现象时,应立刻送请专门技术人员修补;久不使用的电子仪器,宜定期插电开动;一切维护保养工作以本公司现有人员施行为原则,若限于技术上或特殊技巧而难以自行施行时,则委托设备建立的其他机构协助,但需要提供维护保养证明书,或相当的账簿。
校准:由质量管理单位负责施行,并作记录,但在使用前后或使用中必须校准者;则由使用人随时施行。定期校准:依校准周期,排定日程施行;检验仪器、量规经校准后,若其精密度或确切度仍不符施行须要工程测量仪器有哪些,应立刻送请专门技术人员修补;若因技术上或设备上的困难,而难以自行校准者,则委托设备建立的其他机构代为校准,但须要求提供校准证明;检验仪器、量规经专门技术人员监定后,觉得必须汰旧换新者,以及因检验工作实际的须要,必须新购或增置者,得由质量管理单位依本公司请购规定请购。
注意事项
1、仪器从箱中取出之前,应认清仪器在箱中的正确安放位置。
2、仪器放回箱内前应先握紧刹车螺旋。
3、仪器的搬迁必须将仪器装箱后再搬。
4、仪器搬迁过程中不得将仪器置于单车后排上。
5、三角架、对中杆任何时间不得倚墙壁树上,须安全平置于地上。
6、取出仪器后须关掉仪器箱,避免尘土步入,并置于安全且不妨碍操作的地方。
7、在室内检测时不能坐在仪器箱上。
故障排除
光学系统的维护和故障判定:
光学系统是采集信息的笫一个环节,绝大多数自然界的几何信息都要通过这个环节步入测绘系统。从接收光波的性质来说,分为被动光学系统和主动光学系统。后者是仪器接收目标反射自然光的信息,属于几何光学的范畴,如普通测绘仪器中的目视系统;而前者是仪器发射激光,再接收反射棱镜的反射光,这属于数学光学的范畴,比如激光测距仪的光学系统。测距仪的接收端对其它波长的光波有很强抑制作用,虽然在很强的阳光下也不会遭到其它光的干扰。
光学系统的主要性能指标就是像的清晰度和位置精度。一个仪器的光学系疣的性能在出厂时达到了最佳的状态,随着运输和环境的影响,这两个指标实际上是在不断增长。变化的程度根据环境的恶劣程度和仪器的质量的优劣而不同,质量好的仪器能常年地适应野外的多尘和阴湿的环境,保持较好的成像质量,而普通的仪器很快就因光路模糊而难以工作。
光学系统的故障分为两个方面,一是光学零件自身的故障,二是光学零件间互相位置不正确所形成的故障。
光学零件的硬度不高,通常的紧固力都不大。当在遭到冲击后,光学零件或多或少地要发生位移。简单的光路可以很快地判定出发生问题的地方,在复杂的光路(有两个以上目镜组或则在一个目镜组系统中有两个以上反射棱镜)中,可以用小光源逐段插入法査出故障的所在,通常的光路故障都是因为棱镜的偏离正常的位置所至,查找的方式如下:
(1)单纯的光路狭小是因为进光不足导致的,可以从进光镜开始到笫一成像面的光路查找问题。
(2)成像偏离,应从该像的物方开始查起。
(3)成像模糊,当调整物镜不能把影像和指标同时认清时说明影像和指标不在同一平面上。当光学中有较多的目镜系统时,要依照光路结构从近到远,依次校准目镜的位置,使各个像平面重合。
(4)光学系统的成像倍率有偏差。在成像倍率能调整的光路中,目镜组是由两个分离的目镜构成的,调整前组目镜主要是变动倍率,调整后组目镜主要是改善清晰度,反复调整可以使倍率和清晰度都达到最优状态。
要使一个光路系统能正常工作,必须保证各个光学零件的通光口径能正常对接。这就是一般所说的“镜片的位置要正”,在这些情况下,不仅光路中设计的光栏外,其它的零件的边沿都不能抵挡光束。根据这个原理,在调整复杂的光路时,可以把光路颠倒过来在,在物镜端进光,从进光端观察光路中零件通单纤对接的情况。调整光路是一件很细致、很复杂的工作,须要一定的光学基础和一个摸索的过程,在积累大量的实践经验后,就可以调整更复杂的光学系统。