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基本信息
- 項(xiàng)目名稱(chēng)：
- 快速校驗(yàn)水準(zhǔn)儀裝置
- 來(lái)源：
- 第十一屆“挑戰(zhàn)杯”國(guó)賽作品
- 小類(lèi)：
- 機(jī)械與控制
- 大類(lèi)：
- 科技發(fā)明制作A類(lèi)
- 簡(jiǎn)介：
- 快速檢驗(yàn)水準(zhǔn)儀裝置可以廣泛用于土木工程施工中，該裝置精確度較高，使用方便，價(jià)格低廉，可操作性較強(qiáng)。
- 詳細(xì)介紹：
- 水準(zhǔn)儀在使用過(guò)程中其精度總受到i角的影響。水準(zhǔn)儀望遠(yuǎn)鏡中的十字絲固定于目鏡的上下V形槽中，下面的V形槽由彈簧支撐，上面是一個(gè)夾緊調(diào)節(jié)螺絲。由于外界環(huán)境的變化，如溫度、濕度、震動(dòng)的變化，會(huì)使i角產(chǎn)生微小的變化，即在使用水準(zhǔn)儀進(jìn)行測(cè)量時(shí)，視線(xiàn)不是水平的，而是與水平面間存在一個(gè)微小的誤差角i，這樣當(dāng)測(cè)距越遠(yuǎn)則測(cè)量讀取的數(shù)值誤差就越大，這一直是工程測(cè)量中存在的問(wèn)題，若是能將 i角快速測(cè)出，即可通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)水準(zhǔn)儀V形槽上的螺絲釘?shù)奈恢脕?lái)減小儀器存在的i角，從而提高測(cè)量精度。 快速校驗(yàn)水準(zhǔn)儀裝置包括水系統(tǒng)、固件系統(tǒng)和待檢水準(zhǔn)儀，由30米膠皮管，2根玻璃管，1個(gè)水箱組成的水系統(tǒng)組成。采用連通器原理和反算三角函數(shù)等原理，可以廣泛用于土木工程施工中，該裝置精確度較高，使用方便，價(jià)格低廉，可操作性較強(qiáng)。
作品圖片
作品專(zhuān)業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 無(wú)論生產(chǎn)單位還是教學(xué)部門(mén)，在水準(zhǔn)儀的使用過(guò)程中，經(jīng)常要對(duì)水準(zhǔn)儀的i角進(jìn)行日常的檢驗(yàn)和校正以保證儀器在要求的精度內(nèi)的正常使用。本裝置發(fā)明的意義在于利用本裝置可隨時(shí)對(duì)儀器的i角進(jìn)行檢驗(yàn)和校正，方法簡(jiǎn)便易行。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)水準(zhǔn)儀的i角全部采用平行光管進(jìn)行檢驗(yàn)和校正，儀器設(shè)備價(jià)格昂貴，一般都是送專(zhuān)門(mén)的測(cè)繪儀器鑒定部門(mén)進(jìn)行檢驗(yàn)和校正，而儀器使用單位如果自己對(duì)水準(zhǔn)儀的i角進(jìn)行檢驗(yàn)和校正，大都是在室外安置儀器、立尺進(jìn)行檢驗(yàn)和校正，需要人員多、誤差較大、作業(yè)條件差。本裝置一人即可隨時(shí)在室內(nèi)對(duì)儀器進(jìn)行檢驗(yàn)和校正，方法簡(jiǎn)便易行。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 快速校驗(yàn)水準(zhǔn)儀裝置采用連通器原理和反算三角函數(shù)等原理，實(shí)驗(yàn)過(guò)程準(zhǔn)確，計(jì)算精確。 目前關(guān)于檢驗(yàn)水準(zhǔn)儀i角的校驗(yàn)方法通常有平行光管法和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試校正兩種方法，這兩種放法都有缺陷，而該裝置組裝方便迅速。水箱加水穩(wěn)定后，水箱與兩玻璃管三端連通立即水平，可以馬上對(duì)待測(cè)水準(zhǔn)儀進(jìn)行校準(zhǔn)，快速校驗(yàn)裝置操作簡(jiǎn)單，構(gòu)造一目了然，適應(yīng)能力強(qiáng)，同時(shí)成本低廉，精度高，優(yōu)勢(shì)非常明顯。而而且在操作方便、精度達(dá)到專(zhuān)業(yè)校驗(yàn)單位標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，只需一人即可完成校驗(yàn)，節(jié)約人力，費(fèi)用更省，優(yōu)越性高，便于大量推廣使用。
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 1、水準(zhǔn)儀i角快速檢驗(yàn)裝置，于2009年5月9日在校級(jí)創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)成果鑒定中，鑒定合格。 2、論文《水準(zhǔn)儀i角快速檢驗(yàn)裝置》，于2009年6月在國(guó)家級(jí)核心科技期刊《礦山測(cè)量》上發(fā)表。
作品所處階段
- 實(shí)驗(yàn)室階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無(wú)工業(yè)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)轉(zhuǎn)讓
作品可展示的形式
- 實(shí)物、照片、現(xiàn)場(chǎng)演示
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 本裝置只需一人即可。首先將裝置按原理圖組裝，在水箱中加入清水，接著架設(shè)需要校驗(yàn)的水準(zhǔn)儀，然后進(jìn)行試驗(yàn)。從原理圖可知，水準(zhǔn)儀如果沒(méi)有i角的影響，那么在水準(zhǔn)儀中看到的兩根玻璃管中的液面應(yīng)在同一刻度上。然而由于i角的存在，視線(xiàn)與水平線(xiàn)之間出現(xiàn)一個(gè)銳角，根據(jù)直角三角形的兩直角邊即可反算出i角。最后，轉(zhuǎn)動(dòng)水準(zhǔn)儀V形槽上面的螺絲釘?shù)奈恢?，旋進(jìn)或旋出，進(jìn)而改正水準(zhǔn)儀i角，即完成對(duì)水準(zhǔn)儀的快速校驗(yàn)。 快速校驗(yàn)水準(zhǔn)儀裝置組成，包括水系統(tǒng)、固件系統(tǒng)和待檢水準(zhǔn)儀，而整個(gè)裝置的購(gòu)買(mǎi)成本就在700元左右。而平行光管單套價(jià)格2000元以上，比此裝置價(jià)格高出兩倍，所以一般只有專(zhuān)業(yè)的水準(zhǔn)儀校驗(yàn)單位和少數(shù)經(jīng)濟(jì)實(shí)力雄厚的企業(yè)才會(huì)購(gòu)買(mǎi)；此外，平行光管日常維護(hù)成本也比較高，適應(yīng)能力欠缺。而現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試校正采用多個(gè)標(biāo)桿校準(zhǔn)，使用不方便，精度也不高。 從市場(chǎng)需求分析來(lái)看，目前國(guó)內(nèi)建筑業(yè)蓬勃發(fā)展，特別是未來(lái)5年鐵路高速公路等基礎(chǔ)設(shè)施的國(guó)家投資重大，該裝置憑借在經(jīng)濟(jì)和技術(shù)上的優(yōu)勢(shì)，市場(chǎng)前景光明。
同類(lèi)課題研究水平概述
- 水準(zhǔn)儀在使用過(guò)程中其精度總受到i角的影響。國(guó)內(nèi)外目前檢驗(yàn)水準(zhǔn)儀i角的實(shí)驗(yàn)方法及試驗(yàn)裝置有很多，如平行光管法、對(duì)比平行光管法現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試法、i角半角校正法、弗爾斯特(F¨orstner)法、奈鮑爾(N¨ahbauer)法、費(fèi)式法、日本方法以及可用于檢驗(yàn)數(shù)字水準(zhǔn)儀i角的各種方法等但大都存在各自的弊端，在精度、價(jià)格及實(shí)用性方面出現(xiàn)了一些問(wèn)題，在工程實(shí)踐中并未被施工單位及各檢測(cè)機(jī)構(gòu)所廣泛使用。 平行光管法是目前建筑業(yè)流行最廣的一種方法，它精度高，操作方便，但在價(jià)格方面沒(méi)有優(yōu)勢(shì)，且平行光管日常維護(hù)成本也比較高，適應(yīng)能力欠缺，對(duì)精度非常靈敏的光學(xué)儀器在實(shí)際操作中，氣溫濕度等耐受能力差，而組件稍微有磨損在誤差上就有很大體現(xiàn)，適應(yīng)能力差，自身也需要定期檢校，十分麻煩。 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試校正法采用多個(gè)標(biāo)桿校準(zhǔn)，精度雖也不低，但校驗(yàn)一臺(tái)水準(zhǔn)儀至少要三個(gè)人，消耗人力，可操作性不強(qiáng)；i角半角校正法檢驗(yàn)i角時(shí)需三臺(tái)同等級(jí)的水準(zhǔn)儀，由于沒(méi)有進(jìn)行調(diào)焦,所以方法中誤差來(lái)源是瞄準(zhǔn)誤差和望遠(yuǎn)鏡視準(zhǔn)線(xiàn)安平誤差，這種方法也較為可靠,操作起來(lái)也相對(duì)簡(jiǎn)便,缺點(diǎn)是不能直接讀出或計(jì)算出i角誤差的大小，增加了不必要的工作量。 當(dāng)距離較短,i角較小時(shí),對(duì)測(cè)定精度要求較高,此時(shí)可以選用弗爾斯特法或奈鮑爾法測(cè)定水準(zhǔn)儀的i角，但是對(duì)于DS3水準(zhǔn)儀,測(cè)距也不能太大,因?yàn)殡S著距離的增加,觀測(cè)誤差也隨之增大,考慮到其測(cè)定精度,弗爾斯特法和奈鮑爾法不太合適，日本方法不適合精密水準(zhǔn)儀i角的檢驗(yàn)，且這幾種方法需考慮調(diào)焦透鏡運(yùn)行正確與否，才能保證i角的校驗(yàn)準(zhǔn)確度；對(duì)于用來(lái)測(cè)量數(shù)字水準(zhǔn)儀i角的室外的費(fèi)式法，由于目前數(shù)字水準(zhǔn)儀沒(méi)有相應(yīng)的檢測(cè)設(shè)備,國(guó)內(nèi)各個(gè)檢定部門(mén)對(duì)數(shù)字水準(zhǔn)儀i角的檢定只能采用相應(yīng)的條碼水準(zhǔn)標(biāo)尺在室外進(jìn)行,并利用數(shù)字水準(zhǔn)儀機(jī)內(nèi)的i角的測(cè)量程序,一般采用室外費(fèi)式法，從理論上講,此法較為科學(xué),既適用于光學(xué)水準(zhǔn)儀用于數(shù)字水準(zhǔn)儀i角的檢定。GB/T12897-2006《國(guó)家二等水準(zhǔn)測(cè)量規(guī)范》中對(duì)水準(zhǔn)儀i角的檢測(cè)也使用費(fèi)式法，但因在室外進(jìn)行,溫度變化、陽(yáng)光輻射、大氣折光、地面震動(dòng)、扶尺不正等外界因素將直接影響儀器測(cè)試準(zhǔn)確度的真實(shí)性，由此也引發(fā)了一些研究者將這種檢定方法搬到室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境條件進(jìn)行的室內(nèi)費(fèi)式法。 本創(chuàng)新性項(xiàng)目總結(jié)當(dāng)前水準(zhǔn)儀i角測(cè)定中的各種方法，找出其中存在的問(wèn)題，學(xué)習(xí)先進(jìn)技術(shù)領(lǐng)域的思想，制作水準(zhǔn)儀i角快速校驗(yàn)裝置，便于推廣使用。
