DS3、DZS3级水准仪常见故障的修理与校正

李本国

(江汉油田物探公司仪器服务中心，潜江 433100)

0 引言

水准仪是测量高差最直接、最常用的仪器。近年来，虽然全站仪、GPS在测量中广泛应用，但水准仪以其测量高差直观、性能稳定和价格低廉等优点仍在公路、桥梁、建筑、矿山和油田建设等项目中得到广泛的应用，而DS3,DZS3级仪器是水准仪使用量最多的。作者根据多年维修、校正与使用的经验，总结了DS3,DZS3级水准仪常见故障的修理与校正方法，希望对从事测绘仪器修理和检定工作人员提供借鉴。

1 故障原因及排除方法

1.1 修理前的准备

水准仪结构示意图如图1所示。仪器修理前，首先要对其做外观和一般检视。清洁光学件表面的灰尘，检查仪器各运动机构是否运转灵活，看看各个紧固螺丝是否拧紧，如有松动、卡滞等现象，需要修理。

图1 水准仪结构示意图

1.2 基座故障的排除

基座故障可引起仪器不稳、晃动，无法正常使用。引起基座故障的原因及排除方法：

1)基座底板连接螺丝没拧紧导致基座松动；连接螺丝太紧，使仪器整平脚螺旋旋转不方便，调整连接螺丝可排除故障。

2)脚螺旋和基座上块的反扣螺丝松动引起基座不稳，调整该螺丝即可解决问题。

3)脚螺旋旋转扭曲，是由于脚螺旋中心螺杆变形而引起，更换或者校正该螺杆即可。

4)脚螺旋旋转仪器不能上下移动，是由于脚螺旋螺杆或者枣心螺母滑丝造成的，更换脚螺旋螺杆或者枣心螺母即可。

1.3 竖轴故障的判断与修理

如果基座是稳定的，仪器的各个固定螺丝经检查也是紧的，这时仪器还有晃动的现象，则可能是竖轴出现问题。引起故障的原因一是竖轴固定螺丝松动；二是仪器长期使用导致竖轴磨损，轴和轴套间隙过大。前者拧紧竖轴固定螺丝即可排除；后者需要更换竖轴和轴套才能解决问题。

如果仪器旋转紧涩，转动不灵便，则可能是竖轴生锈或者轴套内有脏物，对竖轴进行研磨清洗，然后上润滑油可排除故障。

图2 圆水准器校正示意图

1.4 圆水准器不居中

圆水准器不居中是因为圆水准器切线与竖轴不垂直造成的，检查方法：

1)将仪器安放在三角架上并固定，使其物镜与目镜的连线与两个基座平行，调整脚螺旋使圆水准器居中；

2)旋转仪器180°，观察圆水准器是否居中，如果水泡移出允许范围，需要进行校正。

校正步骤：

1)用改针微调校正螺丝，先将水泡从偏移位置调至距圆水准器中心的中间位置，如图2所示，图中左边气泡为偏移位置，中间气泡是现在应该校正到的位置，右边圆为圆水准器中心；

2)重复进行上述操作，将气泡向圆水准器中心调整，直到仪器旋转自任何位置水泡都在圆水准器中心，即校正后的气泡，旋转仪器时应没有明显的位置变化。

1.5 调焦故障的修理

1)旋动调焦手柄时，调焦透镜不能在镜筒内移动，不能清晰地调出目标成像。根据修理经验判断，该故障大部分是由调焦透镜组塑料齿轮或者调焦手轮附件损坏引起的。松开物镜指头螺丝卸下望远镜物镜，卸下调焦手轮及附件，取出调焦透镜组件，更换塑料齿轮，修复调焦手轮及其组件即可。

2)调焦手柄旋转困难，这个故障的原因是望远镜筒内有异物或者润滑油干枯引起的，对望远镜筒进行清洗，重新上润滑油即可排除故障(上润滑油要适当，润滑油型号要正确，以免油脂过多、过稀污染调焦透镜)。

该项修理完成后，要在具备调焦误差检测的设备上进行测试，使其调焦运行误差能达到该级别仪器的要求。

1.6 光路故障的排除

水准仪在瞄准目标时，视场内有很多脏点或者雾状，看不清目标，是光学部件有污物或者霉斑。

故障排除方法：

1)目镜转动时脏点随着转动，说明脏物在目镜，只要用清洁剂擦拭目镜即可。

2)脏点和十字丝分划板一样清晰，说明污点在分划板，卸下十字丝分划板擦拭该处可清除污点。

3)如果视场雾蒙蒙的，看不清目标，说明整个光路有水蒸气或者光学部件发霉，需对整个光路进行清洗。在排除该故障拆卸仪器时一定要记清楚各部件的位置，作好标记，装配时尽可能恢复原状。

1.7 望远镜分划板横丝与竖轴垂直度的检查与校正

水准仪分划板横丝正常使用时必须与竖轴正交。

检查方法：

将仪器固定在脚架或检测台上并调平，对准远处一清晰固定目标或者是测微光管的十字丝交点，转动被检查仪器水平微动手轮使目标沿望远镜视场横丝一端移至另一端，记下偏移量。

校正方法：

用改锥松开望远镜分划板固定螺丝，旋转望远镜分划板，使其十字丝的一端与目标重合，然后紧固螺丝；再按检查方法重新检查该项目是否合格，如达不到要求重新校正，直到合格为止。

该项目的修理完成后，一定要满足分划板横丝与竖轴正交，没有明显倾斜。

1.8 补偿器故障的判断与修理

由于制造工艺和材料问题，补偿器是仪器最容易出故障的部件。只要仪器使用不当，或者摔过，补偿器就有可能不正常工作。

检查方法：整平仪器瞄准一目标，调整脚螺旋，使仪器的圆气泡在气泡圆圈内上下移动，横丝位置有变化，就是补偿器有问题。补偿器的种类很多，有吊丝气室的、有吊丝磁阻尼的和轴承的等等。

故障排除方法：

1)补偿器阻尼与气室有时卡住，在允许范围内调小吊丝的移动范围即可。

2)补偿器不能正常工作：一个可能是气室与阻尼相擦，调整阻尼位置，可修复该故障；二是补偿器中间的限位支架位置变化硌住了补偿器，调整这个限位支架位置可排除故障。

3)补偿器放大倍数不正确。调整补偿器在仪器的相对位置可使补偿器放大倍数满足测量要求。

4)补偿器吊丝断了一根或者多根，更换吊丝可排除故障(更换的4根吊丝要用性能完全一样的材料，最好在一根丝上剪下)，并在专门的设备上进行安装。

补偿器修理后要在检测台上对其进行检测，各项技术指标要达到该级别的要求。

1.9 I角的校正

I角是水准仪最重要技术指标，要在其他项目校正完后才能进行这个项目。I角的检查和校正可以在专门的设备上进行，这样很方便可直接改正。如没有这样设备，可按以下方法进行检查校正：

图3 I角校正示意图

因A点离仪器远，I角在读数上影响大，

XA=δhAB/(SA-SB)×SA

式中，XA为I角对A点的误差；SA为测站到A点的距离；SB为测站到B点的距离。

校正方法：

1)DS3仪器

a.计算出XA值后，不要搬动仪器，先算出在A点标尺上的正确读数a2，a2=a1-XA；

b.用测微螺旋使读数对准a2，这时长水准器气泡不居中，调整长水准器固定螺丝使气泡符合。校正后重新测量，看是否存在误差，反复进行校验，直到符合要求。

2)DZS3仪器

a.同上所述DS3仪器步骤a；

b.用改针或者内六角扳手调整I角校正螺丝，使水准仪望远镜横丝对准a2。改正后重新测量，看是否存在误差，反复进行校验，直到符合要求。

I角校正完成后，要在检测设备上进行检测，其误差要小于12″。

2 结束语

水准仪种类很多，结构也不尽相同，但原理大致相同。掌握了以上修理和检查校正的方法，基本上能对水准仪常见故障进行修理与校正。对不同等级的水准仪在修理完后进行校正时必须要在具备相应等级的水平准线标准上进行校正,才能恢复水准仪的正常性能。

[1] 水准仪检定规程JJG 425—2003.国家技术监督局,2003

[2] 吴彦红.光学经纬仪维修中的一些小窍门.计量技术,2007(5)