专利名称：无光水准测量仪的制作方法
技术领域：
本实用新型属于工程测量水准仪的改进技术。
现行使用的水准仪是从适应地面日光条件下设计的，只利于白天在地面环境下使用。若要用于无光条件或光线暗淡的夜间、隧洞或井下等环境中，就难于使用。通常就只有采用专人持灯照明，以观察圆水准器和符合水准器的状态，来调整仪器达到使用要求。水准尺立于测量点也需有专人持灯照明，以便于望远镜能读到标尺上的刻度和数字。操作较为麻烦，且可视距离有限，水准尺上的分划线和数字也不鲜明，清晰度就差。致使工效低，劳动强度大，还可能影响测量精度。
本实用新型的目的就是提供一种在现有水准仪的机体上加装照明器件，现有水准尺面制成反光效果强的水准尺，使之成为适应隧洞、井下或夜间等无光环境下进行工程测量的水准仪。
实现上述目的的方案如下该水准测量仪由水准仪和水准尺两部分构成，关键是水准仪的机体上，位于圆水准器的上方制作有一个发光二极管的管座，管座中安装有一个对圆水准器照明的发光二极管，在符合水准器的壳体内侧安装一个用于照明符合水准器的发光二极管；在望远镜一侧通过支架安装有能产生近似平行光束的聚光灯；水准尺的尺面采用浅色逆反光材料或发光材料制作，尺面上的分划线和数字用普通深色原料制成。
进一步的方案是水准仪上的聚光灯由手电筒式凹面反光镜、灯座、外罩和灯泡等构成；安装聚光灯的支架是一块从水准仪机体前端横向延伸出的连接板，在支架上安装有用于使聚光灯发出的平行光束与望远镜光轴平行的校正螺钉，灯座与支架的结合部制成凸面和凹曲面相结合。在符合水准器外罩的上面，安装一个电池仓，侧面安装有分别用于控制聚光灯和符合水准器发光二极管、整平圆水准器发光二极管的电源开关。
按照上述方案对自动安平水准仪改进的方式是在仪器机体前端横向延伸一块连接板作为支架，用三颗校正螺钉把聚光灯安装在支架上，在位于圆水准器上方的机体上固接一个发光二极管灯座，其内装接一支用于圆水准器照明的发光二极管；在机体侧壁上分别装接聚光灯和圆水准器照明灯的电源开关；电池仓固装于机体一侧。
按照上述方案对于数字水准仪的改进方式是把机体前端横向延伸一块连接板作为聚光灯支架，同样用三颗校正螺钉在支架上安装聚光灯，在机体侧壁上安装一个聚光灯电源控制开关，用导线将它们与仪器原有电源连接好即可。
水准尺的尺面用逆反光材料或发光材料制作，分划线和数字采用深色普通材料制作，以使测量时，从望远镜中得到清晰的读数。由于数字水准仪是电脑自动读取测量数据，所使用的水准尺也是机读条码尺，因此，为使其适应无光环境中使用，其条码尺也用逆反光材料或发光材料制作。使水准尺在使用中受到水准仪的聚光灯照射后，产生鲜明强烈的测量条码信号。
按照上述方案即可完成对已有水准测量仪的改进，使之成为具有测量读数照明和水准器照明自动方便的功能，适应于隧洞、井下或夜间无光环境下作正常测量的水准测量仪。
本实用新型的优点是由于为现有水准仪的圆水准器、符合水准器增设了照明器件，并安装了发出的光束能与望远镜光轴平行的聚光灯，水准尺面用逆反光或发光材料制作。使改进后的现有水准测量仪，既适应于日光条件下的地面测量工作，又适应于隧洞、井下或夜间无光环境中进行测量。在无光条件下使用时，不但水准仪的正常操作调整变得十分方便，而且，聚光灯发出的与望远镜光轴平行的光束照射到水准尺面上，望远镜也就对准了水准尺，水准尺面的强反光效果，使得从望远镜中观察到的读数鲜明清晰，提高测量精度；同时测量的明视距离可大增加。减少了一般水准测量仪在隧洞、井下、夜间使用中，还必须专人持灯照明的麻烦。
图1、本实用新型主视图，即该技术方案在普通水准仪上的运用方式示意图；图2、本实用新型俯视图，即各照明器件在水准仪一侧位置关系图；图3、本实用新型后视图，即校正螺钉在聚光灯支架上的分布和支架与水准仪机体连接关系示意图；图4、本实用新型的技术方案在自动安平水准仪上的应用方式示意图；图5、本实用新型的技术方案在数字水准仪的应用方式示意图；图6、聚光灯结构及其与支架的连接方式示意图；图7、普通水准尺结构示意图；图8、数字水准仪用的机读条形码式水准尺结构示意图9、各用电器件的电路图。
以下结合附图，作为本实用新型的实施例，对上述方案作进一步说明。
参照图1、2、3、5，在普通水准仪望远镜5左侧，符合水准器外罩10前端连接一块安装聚光灯3的支架7，也可将符合水准器外罩前端的板面直接横向延伸一段作为支架，聚光灯头就安装在支架上。在符合水准器支架16一端，加一块绝缘板1，在其上安装一支发光二极管15，使发光二极管15置于水准器玻壳外，作为符合水准器的照明灯。在机壳上，位于圆水准器13上方位置，制作一个发光二极管管座12，并安装一支用于圆水准器照明的发光二极管14，电池仓9安装在符合水准器外罩10的上面。
参照图1、6、3，聚光灯3通过与机体前端横向连接或直接延伸的支架7和机体连接在一起，与望远镜5呈平行并列形式，聚光灯3由灯座6、凹面反射镜4、灯罩18及灯泡19等构成。其结构与通常的手电筒灯头相似，灯罩18与灯座6旋转连接，凹面反射镜4可随灯罩1 8的旋转而轴向前后移动，使凹面反射镜4能将灯泡19发出的光集中并以近似平行光的光束射向水准尺。灯座与支架的结合部制作成凸曲面20，支架上对应位置制作成对应的凹曲面17，通过校正螺钉2将灯座6连接到支架7上，旋转校正螺钉2可对聚光灯3作微调，以保证将聚光灯发出的光束调节到与望远镜5的光轴平行。符合水准器外罩10侧壁上安装两个电源开关，其中开关8控制聚光灯和符合水准器发光二极管15的电源，开关11控制圆水准器发光二极管14的电源。用导线21将它们各自连接好，在发光二极管的电路中加接一限流电阻即可。
参照图4和图6，在自动安平水准仪机体一侧安装一个圆水准器照明灯座12，使之位于圆水准器13上方，灯座内安装一支发光二极管14。电池仓9安装在水准仪机体侧面，使其紧靠机体。把机体外壳前端横向延伸出一块面板，作为聚光灯的支架7，与前述的方式一样，在支架上开三个孔，通过三颗校正螺钉2将聚光灯3安装在支架7上；两个开关8、11也安装在机体侧壁上。
参照图5和图6，在数字水准仪机体前端外壳上也横向延伸出一块面板，作为聚光灯3的支架7，与前述的方式一样，在支架7上开三个孔，通过三颗校正螺钉2将聚光灯3安装在支架7上，电源与数字水准仪已有电源相连接；由于该类水准仪已自备水准器照明，所以只需加装聚光灯3及相应的控制开关8即可。
参照图7、8，水准尺的主体材料与通常的水准尺用材相同，但尺面23用浅色的逆反光材料或发光材料制作。如采用交通部门通用的制作路标的逆反光材料制作尺面23。分划线22及数字25用普通深色材料制成。通常将尺面23制成白色底，黑色分划线和分米数数字，米数数字及分米数数头上的米数点24用红色，深色字体。用同样的逆反光材料制作数字水准仪专用的条形码式水准尺的尺面27和深色条形码26即可。
参照图9、1、4、5、6，对于普通水准仪和自动安平水准仪，把电池装于电池仓9内构成电源E，用绝缘导线将聚光灯泡D3即19、限流电阻R、复合水准器照明用发光二极管D2即15、经控制开关K2即8并接于电源E的两极，构成聚光灯和复合水准器的照明控制电路；把圆水准器照明用发光二极管D1即14和开关K1即11经限流电阻R并接于电源E的两极，即构成圆水准器13的照明控制电路。其中对于自动安平水准仪，因无复合水准器，故按前述方式在电路中取消D2即可；对于数字水准仪因仪器自身已具备水准器的照明电路及相应电源，按前述方式只需把聚光灯D3和控制开关K2用绝缘导线并接在仪器原有电源两端即可。
使用前，先利用凹面反射镜功能，使聚光灯发出的光束达到最集中的效果，再利用校正螺钉将聚光灯光束调到与望远镜光轴平行的状态，仪器即可在无光环境下使用。按正常的方法安放好水准仪，水准尺立于被测点。开启圆水准器照明电源开关，在圆水准器发光二极管的照明下，作仪器整平调整。然后关闭该电源开关。打开聚光灯电源开关，转动仪器，使聚光灯发出的光束照射在水准尺上。利用符合水准器的发光二极管的照明和聚光灯对水准尺的照明完成测量操作，水准尺面上能显现十分鲜明和清晰的图像。在地面上日光环境下使用，则不开启电源即可。因此，本实用新型为通常的水准测量仪增加了无光条件下的使用功能，操作方便，不须专门安排人持灯照明。
权利要求1.一种无光水准测量仪，由水准仪和水准尺两部分构成，其特征是水准仪的机体上，位于圆水准器(13)的上方制作有一个发光二极管的管座(12)，管座中安装有一个对圆水准器照明的发光二极管(14)，在符合水准器的壳体内侧安装一个用于照明符合水准器的发光二极管(15)；在望远镜(5)一侧通过支架(7)安装有能产生近似平行光束的聚光灯(3)；水准尺的尺面(23)采用浅色逆反光材料或发光材料制作，尺面上的分划线(22)和数字(25)用普通深色原料制成。
2.根据权利要求1所述的一种无光水准测量仪，其特征在于对自动安平水准仪改进的方式是在仪器机体前端横向延伸一块连接板作为支架(7)，用三颗校正螺钉(2)把聚光灯(3)安装在支架(7)上，在位于圆水准器(13)上方的机体上固接一个发光二极管灯座(12)，其内装接一支用于圆水准器照明的发光二极管(14)；在机体侧壁上分别装接聚光灯和圆水准器照明灯的电源开关(8、11)；电池仓(9)固装于机体一侧。
3.根据权利要求1所述的一种无光水准测量仪，其特征在于对于数字水准仪的改进方式是把机体前端横向延伸一块连接板作为聚光灯支架(7)，同样用三颗校正螺钉(2)在支架(7)上安装聚光灯(3)，在机体侧壁上安装一个聚光灯电源控制开关(8)，用导线将它们与仪器原有电源相连接。
4.根据权利要求1、2、3所述的一种无光水准测量仪，其特征在于水准仪上的聚光灯(3)由手电筒式凹面反光镜(4)、灯座(6)、外罩(18)和灯泡(19)等构成。
5根据权利要求1所述的一种无光水准测量仪，其特征在于安装聚光灯3的支架7是一块从水准仪机体前端横向延伸出的连接板。
6.根据权利要求1所述的一种无光水准测量仪，其特征在于在支架(7)上安装有用于使聚光灯(3)发出的平行光束与望远镜(5)的光轴平行的校正螺钉(2)，灯座(6)与支架(7)的结合部制成凸面和凹曲面(20、17)相结合。
7.根据权利要求1所述的一种无光水准测量仪，其特征在于在符合水准器外罩(10)的上面，安装一个电池仓(9)，主义侧面安装有分别用于控制聚光灯(3)和符合水准器发光二极管(15)、整平圆水准器(13)的发光二极管(14)的电源开关(8、11)。
专利摘要一种无光水准测量仪，由水准仪和水准尺两部分构成，关键是水准仪的机体上，位于圆水准器的上方制作有一个发光二极管的管座，管座中安装有一个对圆水准器照明的发光二极管，在符合水准器的壳体内侧安装一个用于照明符合水准管的发光二极管；在望远镜一侧通过支架安装有能产生近似平行光束的聚光灯；水准尺的尺面采用逆反光材料或发光材料制作。能有效的解决夜间或隧洞、井下无光条件下的工程测量问题。
文档编号G01C9/00GK2475992SQ0122185
公开日2002年2月6日 申请日期2001年4月28日 优先权日2001年4月28日
发明者杨红林 申请人:杨红林