矿山测量全站仪故障的分析及处理

魏美玲

（山西焦煤霍州煤电集团同安煤业有限责任公司，山西 吕梁 033500）

引言

全站仪是矿山测量工作中重要的测量仪器，全站仪集光、机、电为一体，在井下等复杂环境中进行角度测量、距离测量以及高程测量工作中发挥着重要作用；全站仪在使用过程中具有操作方便、测量精度高、劳动作业强度小、便于携带等优点[1-2]。但是在井下实际矿山测量中由于受施工环境、操作技术水平、管理维护水平等限制，全站仪经常出现故障，而全站仪光学精密设备一旦出现故障不仅影响着矿山测量工作的顺利开展，出现测量误差，降低测量精度，而且增加了设备维修费用[3-4]。本文对矿用全站仪结构特点进行阐述，并对全站仪常见故障进行分析，力求进一步提高矿山测量效率，降低全站仪故障率。

1 矿用全站仪结构组成及特点

1.1 全站仪结构组成

目前煤矿上常用的是TS15型矿用隔爆型全站仪，矿用全站仪主要由光学部分、机械部分、电子部分以及补偿部分等四部分组成。其中光学部分主要指的是视镜部分，主要用于观测；机械部分主要由水平控制装置和垂直控制装置两部分组成；电子部分结构相对复杂，主要由主控制器、储存装置、马达板等部分组成，主控制器是电子部分的核心部件，主控制器直接影响着角度、距离、高程测量精度，马达板主要控制数据输出、输入正常运行；补偿部分主要分为摆式补偿器和液体补偿器[5]。

1.2 全站仪结构特点

1）矿山测量工作中采用的全站仪可以进行多种语言切换，并通过显示器进行显示，在应用中出现卡机、死机等现象时无需重装系统，只需重新启动即可。

2）相比经纬仪、水准仪，矿用全站仪功能齐全，操作简单且携带方便，而且全站仪可进行实时操作。

3）全站仪属于光学设备，自动化水平相对较高，在实际应用中抗干扰能力相对较强，测量时精度高、误差小。

4）根据矿山测量需求，全站仪内的智能化装置可进行超级搜索，可对全站仪进行识别以及远程追踪。

2 矿用全站仪常见故障及处理措施

2.1 测角故障

2.1.1 原因分析

1）轴系误差超限故障是全站仪常见故障之一，主要包括视准轴超差故障、垂直指标差超差故障、横轴误差超差故障等，其中视准轴超差故障主要是由于全站仪安装不到位或调整不当造成的，如视准轴望远镜十字丝不在中心位置，从而导致水准轴与水平轴不相交，从而导致测量误差。

2）垂直指标差故障与视准轴超差故障原因相同，在无故障的条件下，垂直度盘读数为90°，一旦仪器安装不规范，或者安装不当导致垂直度盘读数偏离设计位置，从而引起误差故障。

3）横轴误差超差故障主要是由于全站仪在调整如整平过程中不精准，导致支撑水平轴的二支架不在同一水平面上引起；同时全站仪在制造过程中水平轴两端直径不等同样会造成横轴超差故障。

2.1.2 处理措施

根据全站仪结构以及误差故障特性分析，全转仪轴系误差超限故障属于设备机械故障，这些故障产生原因主要是由于设备受环境及运输震动影响等造成，同时设备仪器老化也会造成类似故障，所以在对仪器进行调整时必须严格把控误差。

通过全站仪显示器内菜单显示栏可对各项指标进行相应调整，在实际调整时各项指标必须严格把控，若调整后仍然出现误差故障，需及时将仪器送至维修中心进行维修；在进行机械调校时必须做好轴系误差的电子调整，如在进行C 调整时必须对全站仪视准轴十字丝进行准确调整等。

2.2 测距故障分析

矿用全站仪在使用中出现测距故障主要由无法测距和远距离无法测距两种类型。

2.2.1 原因分析

1）无法测距故障：矿用全站仪主要利用电子测速仪发出光波，并对光波进行接收，根据光波发射到接收的时间，以及光速即可测量两点之间的距离。但是在实际测量过程中由于设备开机出错以及设备内储存参数丢失等原因，造成无法井下测距，同时由于井下潮湿，很容易造成全站仪内部光学元件出现污损，造成内光路信号电平不稳定，同样会造成全站仪无法测距。

2）远距离无法测距故障：若全站仪出现近距离可进行测距，远距离无法测距时，主要是由于设备内部的二极管老化，设备内发射轴、接收轴、照准轴之间存在对准误差以及设备内的光学元件损坏等原因造成的。

2.2.2 处理措施

为了有效解决全站仪在井下测量过程中出现的测距故障，全站仪在使用前应采用光电同轴调试设备对其测距系统进行调校，调校内容主要包括发射二极管、接受二极管、视准轴等。同时应对全站仪内部的光学元件进行清洗维护，及时处理光学元件煤灰及污渍，若光学元件污损严重时必须及时进行更换。最后应对全站仪各轴系之间误差进行调整。

2.3 其他故障及处理措施

1）开机故障：开机故障也是全站仪常见故障之一，出现开机故障主要是由于电池接触不良、电源线路板损坏以及显示器损坏等原因造成的。出现开机故障时首先应对仪器电池进行检查，电池是否出现虚电现象，若电池无故障应及时检查仪器内部主板、线路情况。

2）制动轴故障：制动轴故障时主要是由于设备微动旋钮松脱、望远镜转动轴卡塞等原因造成，当全站仪出现这类故障时首先对其转动轴进行检查并对其润滑；若检查后制动轴仍然无法恢复正常时，应及时更换全站仪制动轴，全站仪在使用过程中应避免制动轴碰撞、挤压等。

3）全站仪键盘失灵：键盘失灵故障主要是设备内部由煤尘、键盘连接件脱落、硬件损坏等原因造成，处理此类故障时首先应检测键盘内部连线是否断开，然后采用浓度为30%酒精对其内部进行清洗，若发现键盘连接件损坏时必须及时更换。

3 结语

矿用全站仪是一种高精度的测量仪器，全站仪在井下测量中被广泛应用，不仅测量工序简单、携带方便，而且测量数据准确度高，但是全站仪一旦出现故障，对矿山测量的精度产生严重影响，所以测量人员必须了解全站仪结构及其特性，对全站仪在使用过程中出现的故障原因进行合理分析，并及时采取合理有效的措施进行故障排除和处理，这样才能全面提高全站仪性能，保证矿山测量工作高效开展，提高矿山测量精度。