礦山測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同安煤業(yè)有限責任公司，山西 呂梁 033500）

引言

全站儀是礦山測量工作中重要的測量儀器，全站儀集光、機、電為一體，在井下等復雜環(huán)境中進行角度測量、距離測量以及高程測量工作中發(fā)揮著重要作用；全站儀在使用過程中具有操作方便、測量精度高、勞動作業(yè)強度小、便于攜帶等優(yōu)點[1-2]。但是在井下實際礦山測量中由于受施工環(huán)境、操作技術水平、管理維護水平等限制，全站儀經常出現(xiàn)故障，而全站儀光學精密設備一旦出現(xiàn)故障不僅影響著礦山測量工作的順利開展，出現(xiàn)測量誤差，降低測量精度，而且增加了設備維修費用[3-4]。本文對礦用全站儀結構特點進行闡述，并對全站儀常見故障進行分析，力求進一步提高礦山測量效率，降低全站儀故障率。

1 礦用全站儀結構組成及特點

1.1 全站儀結構組成

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部分、機械部分、電子部分以及補償部分等四部分組成。其中光學部分主要指的是視鏡部分，主要用于觀測；機械部分主要由水平控制裝置和垂直控制裝置兩部分組成；電子部分結構相對復雜，主要由主控制器、儲存裝置、馬達板等部分組成，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、高程測量精度，馬達板主要控制數據輸出、輸入正常運行；補償部分主要分為擺式補償器和液體補償器[5]。

1.2 全站儀結構特點

1）礦山測量工作中采用的全站儀可以進行多種語言切換，并通過顯示器進行顯示，在應用中出現(xiàn)卡機、死機等現(xiàn)象時無需重裝系統(tǒng)，只需重新啟動即可。

2）相比經緯儀、水準儀，礦用全站儀功能齊全，操作簡單且攜帶方便，而且全站儀可進行實時操作。

3）全站儀屬于光學設備，自動化水平相對較高，在實際應用中抗干擾能力相對較強，測量時精度高、誤差小。

4）根據礦山測量需求，全站儀內的智能化裝置可進行超級搜索，可對全站儀進行識別以及遠程追蹤。

2 礦用全站儀常見故障及處理措施

2.1 測角故障

2.1.1 原因分析

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

2）垂直指標差故障與視準軸超差故障原因相同，在無故障的條件下，垂直度盤讀數為90°，一旦儀器安裝不規(guī)范，或者安裝不當導致垂直度盤讀數偏離設計位置，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整如整平過程中不精準，導致支撐水平軸的二支架不在同一水平面上引起；同時全站儀在制造過程中水平軸兩端直徑不等同樣會造成橫軸超差故障。

2.1.2 處理措施

根據全站儀結構以及誤差故障特性分析，全轉儀軸系誤差超限故障屬于設備機械故障，這些故障產生原因主要是由于設備受環(huán)境及運輸震動影響等造成，同時設備儀器老化也會造成類似故障，所以在對儀器進行調整時必須嚴格把控誤差。

通過全站儀顯示器內菜單顯示欄可對各項指標進行相應調整，在實際調整時各項指標必須嚴格把控，若調整后仍然出現(xiàn)誤差故障，需及時將儀器送至維修中心進行維修；在進行機械調校時必須做好軸系誤差的電子調整，如在進行C 調整時必須對全站儀視準軸十字絲進行準確調整等。

2.2 測距故障分析

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

2.2.1 原因分析

1）無法測距故障：礦用全站儀主要利用電子測速儀發(fā)出光波，并對光波進行接收，根據光波發(fā)射到接收的時間，以及光速即可測量兩點之間的距離。但是在實際測量過程中由于設備開機出錯以及設備內儲存參數丟失等原因，造成無法井下測距，同時由于井下潮濕，很容易造成全站儀內部光學元件出現(xiàn)污損，造成內光路信號電平不穩(wěn)定，同樣會造成全站儀無法測距。

2）遠距離無法測距故障：若全站儀出現(xiàn)近距離可進行測距，遠距離無法測距時，主要是由于設備內部的二極管老化，設備內發(fā)射軸、接收軸、照準軸之間存在對準誤差以及設備內的光學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量過程中出現(xiàn)的測距故障，全站儀在使用前應采用光電同軸調試設備對其測距系統(tǒng)進行調校，調校內容主要包括發(fā)射二極管、接受二極管、視準軸等。同時應對全站儀內部的光學元件進行清洗維護，及時處理光學元件煤灰及污漬，若光學元件污損嚴重時必須及時進行更換。最后應對全站儀各軸系之間誤差進行調整。

2.3 其他故障及處理措施

1）開機故障：開機故障也是全站儀常見故障之一，出現(xiàn)開機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)開機故障時首先應對儀器電池進行檢查，電池是否出現(xiàn)虛電現(xiàn)象，若電池無故障應及時檢查儀器內部主板、線路情況。

2）制動軸故障：制動軸故障時主要是由于設備微動旋鈕松脫、望遠鏡轉動軸卡塞等原因造成，當全站儀出現(xiàn)這類故障時首先對其轉動軸進行檢查并對其潤滑；若檢查后制動軸仍然無法恢復正常時，應及時更換全站儀制動軸，全站儀在使用過程中應避免制動軸碰撞、擠壓等。

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

3 結語

礦用全站儀是一種高精度的測量儀器，全站儀在井下測量中被廣泛應用，不僅測量工序簡單、攜帶方便，而且測量數據準確度高，但是全站儀一旦出現(xiàn)故障，對礦山測量的精度產生嚴重影響，所以測量人員必須了解全站儀結構及其特性，對全站儀在使用過程中出現(xiàn)的故障原因進行合理分析，并及時采取合理有效的措施進行故障排除和處理，這樣才能全面提高全站儀性能，保證礦山測量工作高效開展，提高礦山測量精度。