礦山測(cè)量全站儀故障的分析及處理

魏美玲

（山西焦煤霍州煤電集團(tuán)同安煤業(yè)有限責(zé)任公司，山西 呂梁 033500）

引言

全站儀是礦山測(cè)量工作中重要的測(cè)量?jī)x器，全站儀集光、機(jī)、電為一體，在井下等復(fù)雜環(huán)境中進(jìn)行角度測(cè)量、距離測(cè)量以及高程測(cè)量工作中發(fā)揮著重要作用；全站儀在使用過(guò)程中具有操作方便、測(cè)量精度高、勞動(dòng)作業(yè)強(qiáng)度小、便于攜帶等優(yōu)點(diǎn)[1-2]。但是在井下實(shí)際礦山測(cè)量中由于受施工環(huán)境、操作技術(shù)水平、管理維護(hù)水平等限制，全站儀經(jīng)常出現(xiàn)故障，而全站儀光學(xué)精密設(shè)備一旦出現(xiàn)故障不僅影響著礦山測(cè)量工作的順利開展，出現(xiàn)測(cè)量誤差，降低測(cè)量精度，而且增加了設(shè)備維修費(fèi)用[3-4]。本文對(duì)礦用全站儀結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行闡述，并對(duì)全站儀常見(jiàn)故障進(jìn)行分析，力求進(jìn)一步提高礦山測(cè)量效率，降低全站儀故障率。

1 礦用全站儀結(jié)構(gòu)組成及特點(diǎn)

1.1 全站儀結(jié)構(gòu)組成

目前煤礦上常用的是TS15型礦用隔爆型全站儀，礦用全站儀主要由光學(xué)部分、機(jī)械部分、電子部分以及補(bǔ)償部分等四部分組成。其中光學(xué)部分主要指的是視鏡部分，主要用于觀測(cè)；機(jī)械部分主要由水平控制裝置和垂直控制裝置兩部分組成；電子部分結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，主要由主控制器、儲(chǔ)存裝置、馬達(dá)板等部分組成，主控制器是電子部分的核心部件，主控制器直接影響著角度、距離、高程測(cè)量精度，馬達(dá)板主要控制數(shù)據(jù)輸出、輸入正常運(yùn)行；補(bǔ)償部分主要分為擺式補(bǔ)償器和液體補(bǔ)償器[5]。

1.2 全站儀結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

1）礦山測(cè)量工作中采用的全站儀可以進(jìn)行多種語(yǔ)言切換，并通過(guò)顯示器進(jìn)行顯示，在應(yīng)用中出現(xiàn)卡機(jī)、死機(jī)等現(xiàn)象時(shí)無(wú)需重裝系統(tǒng)，只需重新啟動(dòng)即可。

2）相比經(jīng)緯儀、水準(zhǔn)儀，礦用全站儀功能齊全，操作簡(jiǎn)單且攜帶方便，而且全站儀可進(jìn)行實(shí)時(shí)操作。

3）全站儀屬于光學(xué)設(shè)備，自動(dòng)化水平相對(duì)較高，在實(shí)際應(yīng)用中抗干擾能力相對(duì)較強(qiáng)，測(cè)量時(shí)精度高、誤差小。

4）根據(jù)礦山測(cè)量需求，全站儀內(nèi)的智能化裝置可進(jìn)行超級(jí)搜索，可對(duì)全站儀進(jìn)行識(shí)別以及遠(yuǎn)程追蹤。

2 礦用全站儀常見(jiàn)故障及處理措施

2.1 測(cè)角故障

2.1.1 原因分析

1）軸系誤差超限故障是全站儀常見(jiàn)故障之一，主要包括視準(zhǔn)軸超差故障、垂直指標(biāo)差超差故障、橫軸誤差超差故障等，其中視準(zhǔn)軸超差故障主要是由于全站儀安裝不到位或調(diào)整不當(dāng)造成的，如視準(zhǔn)軸望遠(yuǎn)鏡十字絲不在中心位置，從而導(dǎo)致水準(zhǔn)軸與水平軸不相交，從而導(dǎo)致測(cè)量誤差。

2）垂直指標(biāo)差故障與視準(zhǔn)軸超差故障原因相同，在無(wú)故障的條件下，垂直度盤讀數(shù)為90°，一旦儀器安裝不規(guī)范，或者安裝不當(dāng)導(dǎo)致垂直度盤讀數(shù)偏離設(shè)計(jì)位置，從而引起誤差故障。

3）橫軸誤差超差故障主要是由于全站儀在調(diào)整如整平過(guò)程中不精準(zhǔn)，導(dǎo)致支撐水平軸的二支架不在同一水平面上引起；同時(shí)全站儀在制造過(guò)程中水平軸兩端直徑不等同樣會(huì)造成橫軸超差故障。

2.1.2 處理措施

根據(jù)全站儀結(jié)構(gòu)以及誤差故障特性分析，全轉(zhuǎn)儀軸系誤差超限故障屬于設(shè)備機(jī)械故障，這些故障產(chǎn)生原因主要是由于設(shè)備受環(huán)境及運(yùn)輸震動(dòng)影響等造成，同時(shí)設(shè)備儀器老化也會(huì)造成類似故障，所以在對(duì)儀器進(jìn)行調(diào)整時(shí)必須嚴(yán)格把控誤差。

通過(guò)全站儀顯示器內(nèi)菜單顯示欄可對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，在實(shí)際調(diào)整時(shí)各項(xiàng)指標(biāo)必須嚴(yán)格把控，若調(diào)整后仍然出現(xiàn)誤差故障，需及時(shí)將儀器送至維修中心進(jìn)行維修；在進(jìn)行機(jī)械調(diào)校時(shí)必須做好軸系誤差的電子調(diào)整，如在進(jìn)行C 調(diào)整時(shí)必須對(duì)全站儀視準(zhǔn)軸十字絲進(jìn)行準(zhǔn)確調(diào)整等。

2.2 測(cè)距故障分析

礦用全站儀在使用中出現(xiàn)測(cè)距故障主要由無(wú)法測(cè)距和遠(yuǎn)距離無(wú)法測(cè)距兩種類型。

2.2.1 原因分析

1）無(wú)法測(cè)距故障：礦用全站儀主要利用電子測(cè)速儀發(fā)出光波，并對(duì)光波進(jìn)行接收，根據(jù)光波發(fā)射到接收的時(shí)間，以及光速即可測(cè)量?jī)牲c(diǎn)之間的距離。但是在實(shí)際測(cè)量過(guò)程中由于設(shè)備開機(jī)出錯(cuò)以及設(shè)備內(nèi)儲(chǔ)存參數(shù)丟失等原因，造成無(wú)法井下測(cè)距，同時(shí)由于井下潮濕，很容易造成全站儀內(nèi)部光學(xué)元件出現(xiàn)污損，造成內(nèi)光路信號(hào)電平不穩(wěn)定，同樣會(huì)造成全站儀無(wú)法測(cè)距。

2）遠(yuǎn)距離無(wú)法測(cè)距故障：若全站儀出現(xiàn)近距離可進(jìn)行測(cè)距，遠(yuǎn)距離無(wú)法測(cè)距時(shí)，主要是由于設(shè)備內(nèi)部的二極管老化，設(shè)備內(nèi)發(fā)射軸、接收軸、照準(zhǔn)軸之間存在對(duì)準(zhǔn)誤差以及設(shè)備內(nèi)的光學(xué)元件損壞等原因造成的。

2.2.2 處理措施

為了有效解決全站儀在井下測(cè)量過(guò)程中出現(xiàn)的測(cè)距故障，全站儀在使用前應(yīng)采用光電同軸調(diào)試設(shè)備對(duì)其測(cè)距系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)校，調(diào)校內(nèi)容主要包括發(fā)射二極管、接受二極管、視準(zhǔn)軸等。同時(shí)應(yīng)對(duì)全站儀內(nèi)部的光學(xué)元件進(jìn)行清洗維護(hù)，及時(shí)處理光學(xué)元件煤灰及污漬，若光學(xué)元件污損嚴(yán)重時(shí)必須及時(shí)進(jìn)行更換。最后應(yīng)對(duì)全站儀各軸系之間誤差進(jìn)行調(diào)整。

2.3 其他故障及處理措施

1）開機(jī)故障：開機(jī)故障也是全站儀常見(jiàn)故障之一，出現(xiàn)開機(jī)故障主要是由于電池接觸不良、電源線路板損壞以及顯示器損壞等原因造成的。出現(xiàn)開機(jī)故障時(shí)首先應(yīng)對(duì)儀器電池進(jìn)行檢查，電池是否出現(xiàn)虛電現(xiàn)象，若電池?zé)o故障應(yīng)及時(shí)檢查儀器內(nèi)部主板、線路情況。

2）制動(dòng)軸故障：制動(dòng)軸故障時(shí)主要是由于設(shè)備微動(dòng)旋鈕松脫、望遠(yuǎn)鏡轉(zhuǎn)動(dòng)軸卡塞等原因造成，當(dāng)全站儀出現(xiàn)這類故障時(shí)首先對(duì)其轉(zhuǎn)動(dòng)軸進(jìn)行檢查并對(duì)其潤(rùn)滑；若檢查后制動(dòng)軸仍然無(wú)法恢復(fù)正常時(shí)，應(yīng)及時(shí)更換全站儀制動(dòng)軸，全站儀在使用過(guò)程中應(yīng)避免制動(dòng)軸碰撞、擠壓等。

3）全站儀鍵盤失靈：鍵盤失靈故障主要是設(shè)備內(nèi)部由煤塵、鍵盤連接件脫落、硬件損壞等原因造成，處理此類故障時(shí)首先應(yīng)檢測(cè)鍵盤內(nèi)部連線是否斷開，然后采用濃度為30%酒精對(duì)其內(nèi)部進(jìn)行清洗，若發(fā)現(xiàn)鍵盤連接件損壞時(shí)必須及時(shí)更換。

3 結(jié)語(yǔ)

礦用全站儀是一種高精度的測(cè)量?jī)x器，全站儀在井下測(cè)量中被廣泛應(yīng)用，不僅測(cè)量工序簡(jiǎn)單、攜帶方便，而且測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度高，但是全站儀一旦出現(xiàn)故障，對(duì)礦山測(cè)量的精度產(chǎn)生嚴(yán)重影響，所以測(cè)量人員必須了解全站儀結(jié)構(gòu)及其特性，對(duì)全站儀在使用過(guò)程中出現(xiàn)的故障原因進(jìn)行合理分析，并及時(shí)采取合理有效的措施進(jìn)行故障排除和處理，這樣才能全面提高全站儀性能，保證礦山測(cè)量工作高效開展，提高礦山測(cè)量精度。