一種水準測量裝置及其測量方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于土木工程測量領(lǐng)域，具體是涉及一種水準測量裝置，廣泛應(yīng)用于弱光 或者黑暗環(huán)境下水準測量時的水準尺照明。
【背景技術(shù)】
[0002] 水準測量是用水準儀和水準尺測定地面上兩點間高差的方法。通過在地面兩點間 安置水準儀，觀測豎立在兩點上的水準標尺，按尺上讀數(shù)即可計算出兩點間的高差。水準尺 是水準測量時使用的標尺，其自身材料特性和在測量中所處的環(huán)境會直接影響到測量結(jié)果 的精度。為了保證測量精度，目前，大部分儀器廠商通常會給水準儀配置一套標有條碼的高 精度銦鋼水準尺，其材料剛度、穩(wěn)定性都非常好，但沒有相應(yīng)的照明裝置，因此在弱光或者 黑暗環(huán)境下使用時，水準儀的測量精度會大大降低，有時甚至會因為光線問題而無法識別 水準尺條碼，導致測量無法進行。特別是在隧洞、大壩廊道、地下廠房等部位進行水準測量 時，這種劣勢表現(xiàn)更為突出。通常在上述情況下，現(xiàn)場人員需要制造人工光源給水準尺照 明，以完成水準測量工作。目前采用的手段是工作人員手持電筒進行照明，這種方式操作簡 單，照明設(shè)備非常容易獲得，但由于手電筒的光存在光強不穩(wěn)定、不均勻、易發(fā)散等弱點，因 此當手電筒與水準尺距離較近時，存在照明亮度強但照明范圍過小的問題，而當距離過遠 時，又存在照明范圍較大但亮度不夠的問題，從而需要花費大量的時間來人工調(diào)整手電筒 與水準尺之間的距離和照明角度，另外手電筒自身的電池續(xù)航能力明顯不足，無法保證測 量的連續(xù)性。
[0003] 為克服采用人工照明所存在的不足，目前出現(xiàn)了各種各樣的帶有照明裝置的水準 尺，例如，公開號為CN203349815U的中國專利公開了一種夜用照明水準尺，該技術(shù)方案提 出了一種內(nèi)嵌LED燈的照明裝置，通過在水準尺上下滑動該裝置，可對水準尺任意位置進 行照明。這種方法雖然可以滿足照明需求，且LED燈照明光強均勻、亮度高，但該裝置本身 的照明范圍有限，只有當該裝置滑動到剛好處于水準儀需要識別條碼的部分時才能進行測 量，因此不易操作，且浪費時間。
[0004] 再如，公開號CN102853814A的中國專利公開了一種使用變色發(fā)光二極管補充光 源的水準尺，該技術(shù)方案提出了在水準尺左右分列平均布設(shè)發(fā)光二極管，同時分為上、中、 下三組進行統(tǒng)一控制，通過開關(guān)來調(diào)節(jié)照明亮度和范圍。雖然這種方法可以實現(xiàn)對照明亮 度和范圍的調(diào)節(jié)，但是現(xiàn)場測量的條件有限，如果沿水準尺布置安裝兩列二極管，那么該裝 置就不可避免的存在著不易攜帶、后期的維護保養(yǎng)難等問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目前在于針對現(xiàn)有水準尺所存在的不足，提供了一種水準測量裝置。該 照明裝置能夠提供光強穩(wěn)定、均勻、不發(fā)散的平行光對水準尺進行照明，具有可照明的范圍 大、易于調(diào)節(jié)、尺寸小、耗電小、便于攜帶、維護保養(yǎng)簡單、使用壽命長等優(yōu)點。
[0006] 本發(fā)明是通過如下技術(shù)方案予以實現(xiàn)的。
[0007] -種水準測量裝置，包括水準尺及通過緊固件安裝在水準尺上的照明裝置，所述 照明裝置由盒體及照明部件組成，所述盒體由左腔體、中部腔體及右腔體連接構(gòu)成，在左腔 體和右腔體之間形成一個用于卡住水準尺的安裝槽；所述照明部件包括點光源、凸透鏡及 平面鏡，其中點光源和凸透鏡安裝在左腔體上，平面鏡通過萬向節(jié)安裝在右腔體上，且凸透 鏡和平面鏡分別位于水準尺兩側(cè)。
[0008] 所述左腔體內(nèi)還設(shè)置有蓄電池。
[0009] 所述左腔體外側(cè)設(shè)置有控制開關(guān)。
[0010] 所述點光源置于凸透鏡的焦點處。
[0011] 所述點光源采用燈泡或二極管。
[0012] 所述凸透鏡為薄圓透鏡。
[0013] 本發(fā)明還提供了一種水準測量方法，具體方法步驟如下：
[0014](1)、安裝照明裝置：將照明裝置盒體上的安裝槽固定安裝在靠近水準尺的上端或 者下端位置上，使水準尺處于安裝槽內(nèi)；
[0015](2)、調(diào)節(jié)平面鏡：打開控制開關(guān)使得點光源發(fā)光，接著通過萬向節(jié)調(diào)節(jié)平面鏡與 水平面的角度，當平行光照射到水準尺的尺面上的范圍最大時即可停止調(diào)節(jié)；
[0016] (3)、調(diào)節(jié)水準尺：待步驟中的平面鏡調(diào)節(jié)好后，將水準尺立于水準測點上，調(diào)平水 準尺并固定；
[0017] (4)、微調(diào)平面鏡及測量：根據(jù)測量現(xiàn)場的光環(huán)境情況，可通過萬向節(jié)微調(diào)平面鏡 與豎直面的角度，使得照射在水準尺上的光強適宜，將水準儀照準水準尺，當水準儀可以準 確識別到水準尺的條碼時，即可進行測量。
[0018] 本發(fā)明的有益效果是：
[0019] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，采用本發(fā)明所述的照明裝置，通過生成平行光給水準尺照明，平 行光具有照射強度不沿傳播方向而改變的特性，因此照射到水準尺面的光強均勻、穩(wěn)定、不 發(fā)散，可大大提高水準測量在弱光或者黑暗環(huán)境下的精度、效率、質(zhì)量；同時通過調(diào)節(jié)平面 鏡與豎直面的角度即可實現(xiàn)對光強的調(diào)節(jié)，通過調(diào)節(jié)平面鏡與水平面的角度即可實現(xiàn)對照 明范圍的調(diào)節(jié)，因此具有照明范圍廣、照明亮度可控等優(yōu)點，實用性和適用性強。本發(fā)明整 體尺寸可以控制在較小的范圍內(nèi)，因此其制作加工簡單、安裝操作方便、易于攜帶，給現(xiàn)場 測量人員提供很大的便利。
【附圖說明】
[0020] 圖1為本發(fā)明的平面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021] 圖2為圖1的俯視圖；
[0022] 圖3為本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023] 圖4為3中去掉盒體上蓋后的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024] 圖5為本發(fā)明中照明裝置的外部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025] 圖6為本發(fā)明中照明裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026] 圖7為采用本發(fā)明照明范圍計算原理圖；
[0027] 圖8為不同夾角所對應(yīng)量程系數(shù)分布圖。
[0028] 圖中：1-盒體，2-安裝槽，3-點光源，4-蓄電池，5-控制開關(guān)，6-凸透鏡，7-平面 鏡，8-萬向節(jié)，9-水準尺，10-緊固件，11-鎖緊孔，12-左腔體，13-中部腔體，14-右腔體。【具體實施方式】
[0029] 下面結(jié)合附圖進一步描述本發(fā)明的技術(shù)方案，但要求保護的范圍并不局限于所 述。
[0030] 如圖1至圖7所示，本發(fā)明所述的一種水準測量裝置，包括水準尺9及通過緊固件 10安裝在水準尺9上的照明裝置，所述照明裝置由盒體1及照明部件組成，所述盒體1由左 腔體12、中部腔體13及右腔體14連接構(gòu)成，在左腔體12和右腔體14之間形成一個用于卡 住水準尺9的安裝槽2 ;所述照明部件包括點光源3、凸透鏡6及平面鏡7,其中點光源3和 凸透鏡6安裝在左腔體12上，平面鏡7通過萬向節(jié)8安裝在右腔體14上，且凸透鏡6和平 面鏡7分別位于水準尺9兩側(cè)。本技術(shù)方案在實施過程中，所述安裝槽2內(nèi)通過一旋緊螺 絲固定水準尺9,所述水準尺9為水準測量中常用的銦鋼水準尺，所述左腔體12為光源制造 端，在安裝時將點光源置于所述凸透鏡6的焦點處，所述右腔體14為光源接收端，所述光源 接收端為一平面鏡7,所述平面鏡7通過一萬向節(jié)8可以任意調(diào)整其與水平面和豎直面的角 度。在照明時，點光源3發(fā)射的光線通過所述凸透鏡6后即可產(chǎn)生一束平行光線，所述平行 光線經(jīng)平面鏡7反射到所述水準尺9的尺面上，即完成對所述水準尺9的照明。通過調(diào)節(jié) 平面鏡7與豎直面的角度可以實現(xiàn)對平行光光強的調(diào)節(jié)，通過調(diào)節(jié)所述平面鏡7與水平面 的角度可以實現(xiàn)對平行光照明范圍的調(diào)節(jié)。
[0031] 所述左腔體12內(nèi)還設(shè)置有蓄電池4。蓄電池4的作用是對點光源3進行供電。
[0032] 所述左腔體12外側(cè)設(shè)置有控制開關(guān)5?？刂崎_關(guān)5的作用是控制點光源3的打開 或關(guān)閉。
[0033] 所述點光源3置于凸透鏡6的焦點處。
[0034] 所述點光源3采用燈泡或二極管。