[0035] 所述凸透镜6为薄圆透镜。
[0036] 所述左腔体12和右腔体14上分别设置有锁紧孔11。在安装水准尺9时，锁紧件 10通过锁紧孔11将水准尺9固定在盒体1的安装槽2内；在本发明中，紧固件10采用螺 钉，锁紧孔11为与螺钉相匹配的螺纹孔，在安装水准尺9时，直接采用螺钉插入螺纹孔拧紧 即可将水准尺9固定即可，安装条件方便。
[0037] 本发明在制作时，其照明装置的具体尺寸主要受到凸透镜焦距、铟钢水准尺宽度、 反射板长度等控制，可根据实际需要进行生产。对于常用的3m或者2m长的水准尺，只需要 选择的凸透镜直径为5cm，按照上述安装方式将水准尺固定即可实现照明目的。本发明照明 装置的外形尺寸优选为25cmXIOcmXIOcm(长X宽X高），盒体1采用硬塑材料制作，质 量较轻，测量完成后即可将照明装置单独收纳保管，便于保护。
[0038] 采用本发明所述的测量装置进行水准测量的步骤如下：
[0039] (1)、安装照明装置：将照明装置盒体1上的安装槽2固定安装在靠近水准尺1的 上端或者下端位置上，使水准尺9处于安装槽2内；
[0040] (2)、调节平面镜：打开控制开关5使得点光源3发光，接着通过万向节8调节平面 镜7与水平面的角度，当平行光照射到水准尺9的尺面上的范围最大时即可停止调节；
[0041] (3)、调节水准尺：待步骤2中的平面镜7调节好后，将水准尺9立于水准测点上， 调平水准尺9并固定；
[0042] (4)、微调平面镜及测量：根据测量现场的光环境情况，可通过万向节8微调平面 镜7与竖直面的角度，使得照射在水准尺9上的光强适宜，将水准仪照准水准尺9,当水准仪 可以准确识别到水准尺9的条码时，即可进行测量。
[0043]采用本发明所述的装置在进行下一个水准测点的测量时，调节方法同上，在多数 情况下，不再需要调整平面镜7与水平面的角度，而仅仅需要微调其与竖直面的角度，即微 调光强即可。完成整个水准测量工作后，将本照明装置卸下，妥善收纳保管好本装置和水准 尺9,以备下次使用。
[0044] 下面结合附图对本发明的照明范围进行推导如下：
[0045] 如图7所示，令凸透镜6的直径为Lab，通过凸透镜6最远的端点A和端点B的平 行光照射到平面镜7上的F点和E点，经反射后照射到水准尺9尺面的C点和D点，假设平 面镜7与水平面之间的夹角为0，那么Lm即为所要求的照亮范围。
[0046]依据光的反射原理，经过简单的几何计算，可得到最后Lm的计算式为：
[0050] 从上式（1)、⑵可知，照明量程主要受凸透镜6的直径Lab和照明量程系数K这两 个量控制。经计算，不同夹角0所对应量程系数K的取值范围和分布情况见表1和图8。 由表1和图8可知，照明的量程系数K是对称分布的，为了扩大照明范围，当凸透镜6的直 径Lab为一个已知常量时，量程系数K的取值范围为1~39. 40,对应的夹角0为39°~ 141°，虽然所取度数均为整数，未计算小数的情况，但是可以确定的是：通过调整平面镜7 与水平面之间的夹角0，本发明可将水准尺9照亮的最大范围约为凸透镜6直径Lab的39 倍，即照明量程为±39XLAB。例如当凸透镜6的直径仅为IOcm时，本装置照亮水准尺的范 围就可达到±390cm，意味着本发明的照明范围可满足目前绝大多数水准尺的照明目的。
[0051] 从表1可知，当0角度在50°~130°之间时，其量程系数K均小于3,表明当0 在此角度范围内时，可照明范围将大大减小。通过式（1)可知，此时如果仅增大凸透镜6的 直径Lab是可以增大照明范围的，但是这样会导致本发明的体积增大而不利于携带，同时也 增加了制作难度和成本，可见仅依靠增大凸透镜6的直径LAB是不科学的。
[0052] 在水准测量中，实际上我们只需要将水准仪需要在水准尺9上采集数据条码的那 一部分尺面照亮，测量就可以正常进行。通过图7可看出，当调整平面镜7与水平面之间的 夹角为9时，反射光照射到越远处，其将尺面照亮的范围越大，因此在测量时宜将找骂装 置安装在靠近水准尺9的上端或者下端（不宜处于靠近中间位置），使得夹角0的可调范 围处于131°~141°或39°~49°之间，从而采用很简单的安装方式就可以有效解决上 述问题。
[0053] 表1不同夹角0所对应量程系数K值的计算汇总表
【主权项】
1. 一种水准测量装置，其特征在于：包括水准尺（9)及通过紧固件（10)安装在水准 尺（9)上的照明装置，所述照明装置由盒体⑴及照明部件组成，所述盒体⑴由左腔体 (12)、中部腔体（13)及右腔体（14)连接构成，在左腔体（12)和右腔体（14)之间形成一 个用于卡住水准尺（9)的安装槽（2);所述照明部件包括点光源（3)、凸透镜（6)及平面镜 (7)，其中点光源（3)和凸透镜（6)安装在左腔体（12)上，平面镜（7)通过万向节（8)安装 在右腔体（14)上，且凸透镜（6)和平面镜（7)分别位于水准尺（9)两侧。2. 根据权利要求1所述的一种水准测量装置，其特征在于：所述左腔体（12)内还设置 有蓄电池（4)。3. 根据权利要求1所述的一种水准测量装置，其特征在于：所述左腔体（12)外侧设置 有控制开关（5)。4. 根据权利要求1所述的一种水准测量装置，其特征在于：所述点光源（3)置于凸透 镜（6)的焦点处。5. 根据权利要求1所述的一种水准测量装置，其特征在于：所述点光源（3)采用灯泡 或二极管。6. 根据权利要求1所述的一种水准测量装置，其特征在于：所述凸透镜（6)为薄圆透 镜。7. -种采用如权利要求1-6任意一项所述测量装置进行水准测量的方法，其特征在 于：具体方法步骤如下： (1) 、安装照明装置：将照明装置盒体（1)上的安装槽（2)固定安装在靠近水准尺（1) 的上端或者下端位置上，使水准尺（9)处于安装槽（2)内； (2) 、调节平面镜：打开控制开关（5)使得点光源（3)发光，接着通过万向节（8)调节平 面镜（7)与水平面的角度，当平行光照射到水准尺（9)的尺面上的范围最大时即可停止调 -K- T ； (3) 、调节水准尺：待步骤（2)中的平面镜（7)调节好后，将水准尺（9)立于水准测点 上，调平水准尺（9)并固定； (4) 、微调平面镜及测量：根据测量现场的光环境情况，可通过万向节（8)微调平面镜 (7)与竖直面的角度，使得照射在水准尺（9)上的光强适宜，将水准仪照准水准尺（9)，当水 准仪可以准确识别到水准尺（9)的条码时，即可进行测量。
【专利摘要】本发明公开了一种水准测量装置及其测量方法，所述测量装置包括水准尺及通过紧固件安装在水准尺上的照明装置，所述照明装置由盒体及照明部件组成，所述盒体由左腔体、中部腔体及右腔体连接构成，在左腔体和右腔体之间形成一个用于卡住水准尺的安装槽；所述照明部件包括点光源、凸透镜及平面镜，其中点光源和凸透镜安装在左腔体上，平面镜通过万向节安装在右腔体上，所述左腔体内还设置有蓄电池，在左腔体外侧设置有控制开关；所述测量方法包括安装照明装置、调节平面镜、调节水准尺及测量几个步骤。本发明通过生成平行光给水准尺照明，使得照射到水准尺面的光强均匀、稳定、不发散，可大大提高水准测量在弱光或者黑暗环境下的精度、效率和质量。
【IPC分类】G01C5/00
【公开号】CN105066955
【申请号】CN201510400099
【发明人】彭浩
【申请人】中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2015年7月9日