專利名稱：線高儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型是一種測量電線高度的儀器，簡稱線高儀，屬G01C3／00光學(xué)測距儀類。
隨著社會工業(yè)化、電氣化的發(fā)展，平原和山區(qū)處處都需架設(shè)電線。架設(shè)電線時，不同電壓的電線相對地面距離，或電線離建筑物的高度，國家都有嚴(yán)格規(guī)定。因此，在架設(shè)電線時，要對它的高度進(jìn)行測量。電線架設(shè)完畢后，隨著歲月變遷，所架的電線的地面狀態(tài)都會出現(xiàn)變化，因而要經(jīng)常檢查電線高度的變化。所以，對電線高度的測量是供電部門巡線工人經(jīng)常進(jìn)行的工作之一。
一、現(xiàn)有技術(shù)狀況(1)繩測法將帶有刻度且一端拴有重物的繩子拋到電線上，然后從繩子上讀數(shù)，即可得到電線的高度。這是一種比較原始的方法。
(2)經(jīng)緯儀測量法其經(jīng)緯儀是測量水平角和豎直角的精密儀器，是一種通用的大地測量儀器。用經(jīng)緯儀測量距離必須有一已知水平長度為基準(zhǔn)方可測出待求長度，在實際測量中，受皮尺精度及地形起伏、傾斜等因素影響，基準(zhǔn)長度較難測準(zhǔn)。而且，經(jīng)緯儀的安裝和測量都比較麻煩，一般工人不易掌握。
(3)電線測高儀測量法參見89218153.2名稱為電線高度測量儀的專利說明書。因它對被測物的高度限于4米至25米，所以不能完全滿足測量的需要。
本實用新型的目的是在89218153.2專利的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，為使測量范圍擴(kuò)大，從3.7米至50米，測量精度較準(zhǔn)確。
二、線高儀測量的基本原理本儀器測量的基本原理由圖2所示，主要由反射面相互平行的分光鏡和棱鏡組成，二者之間的水平距離AB即為測距的基線。當(dāng)被測物體位于無限遠(yuǎn)時，從被測物發(fā)出的光為平行光，從分光鏡反射到眼睛的光和從棱鏡反射到眼睛的光都是平行的，所以，人眼接受的是一個方向射來的光線，人眼看到是一個像。如被測物位于有限距離(見圖2)C點(diǎn)時，則從被測物C發(fā)出的CB光線經(jīng)棱鏡反射后，就不再和經(jīng)分光鏡又從分光鏡反射的光線平行，則人眼看到的是兩個被測物體的像。此時，分光鏡不動轉(zhuǎn)動棱鏡，即可改變Bb方向，直到Bb和AB方向重合時，人眼中的兩像又重合在一起。被測物C在不同距離上使人眼能看成一個像。棱鏡所需轉(zhuǎn)動的角度β不同，二者有如下關(guān)系LAC＝LABtgβ (1)因為只要知道轉(zhuǎn)過的角度β即可求出待求距離LAC。
圖3所示，本儀器β角的測量是通過精密螺紋實現(xiàn)的，棱鏡轉(zhuǎn)動的β角和螺紋擰進(jìn)的距離S之間有如下關(guān)系S＝1tgβ(2)1——螺紋軸線到棱鏡轉(zhuǎn)軸之間距離，設(shè)螺紋距離為d，則棱鏡轉(zhuǎn)角β和手輪轉(zhuǎn)角φ之間有如下關(guān)系φ＝ (2π)/(d) 1tgβ (3)聯(lián)立公式(1)和(3)即可求出不同距離LAC，使眼睛視場只能看到一個像時，手輪應(yīng)轉(zhuǎn)過的角度φ，將φ角轉(zhuǎn)化成對應(yīng)的距離數(shù)，并以刻度形式刻在手輪上，通過固定指針予以指示。
測量中轉(zhuǎn)動手輪使眼睛視場二像合一時，和指針對齊的刻度即為被測物的距離(高度)。
三.線高儀比電線高度測量儀有五個方面改進(jìn)1.擴(kuò)大了測量范圍此次設(shè)計把測量范圍從4～25米擴(kuò)大到3.7～50米，這樣目前國內(nèi)現(xiàn)有的電線高度無論是居民供電線路，還是高壓輸電線路，都能完全測量，滿足供電部門的需要。
2.將單窗口讀數(shù)改進(jìn)為雙窗口讀數(shù)
測量范圍擴(kuò)大后，測微螺栓的轉(zhuǎn)動也隨之增大，原測量范圍4～25米時讀數(shù)手輪與螺栓固連在一起，只能轉(zhuǎn)動一周，其上距離刻劃也僅刻一周。測量范圍擴(kuò)大到3.7～50米后，手輪轉(zhuǎn)動量增大到兩周，相應(yīng)的距離刻劃也需刻兩周，但測微螺距只有1mm，即兩排刻線只能錯開1mm，再加上刻線長度和指示距離數(shù)字，勢必相互重疊，致使無法辨認(rèn)誰是第一圈，誰是第二圈，無法讀數(shù)。為解決測量范圍擴(kuò)大后的讀數(shù)問題，采用了雙窗口讀數(shù)。
3.將精密螺栓由垂直棱鏡反射面推動棱鏡轉(zhuǎn)動改為反射面成45°角推動棱鏡轉(zhuǎn)動。
這樣改動后，在儀器整體尺寸不變大的前提下，使被測距離變化一米時，螺桿的旋進(jìn)(出)量擴(kuò)大了一倍。原從24米測到25時螺栓穩(wěn)動量為2.9μ，而線高儀則移動6μ，旋進(jìn)量擴(kuò)大了一倍。旋進(jìn)量增大，有兩個好處①隨著旋動量的增大，對應(yīng)的手輪轉(zhuǎn)角亦隨之增大，其上的距離刻劃間距也隨之加寬，利于讀數(shù)；②每米對應(yīng)的螺栓旋進(jìn)(出)增大后，減少了磨損對精度的影響，提高了儀器的使用壽命。
4.圖4所示，將亮視場的形狀由圓形改為長方形，長寬方向的視場分別為4°和1.5°，這樣改動后，亮視場中的電線象和暗視場中的電線象，用距形的直邊分開，比用圓形的曲線分開對準(zhǔn)精度高，同時將對準(zhǔn)方向的視場角改為1.5°可使亮暗兩視場中電線象相接的兩處同時落到眼睛最靈敏的直視區(qū)(即螢斑區(qū))利于提高對準(zhǔn)精度。圖4中D.表示暗視場；E.表示暗視場中央的一小塊亮視場，長的水平線表示暗視場中的電線象，短的水平線表示亮視場中的電線象；F.表示亮視場中的電線象與暗視場中的電線象連成一條線。
5.增加了3×(三倍)望遠(yuǎn)鏡由于測量范圍的擴(kuò)大，當(dāng)測量30米以上高度時，可將3倍望遠(yuǎn)鏡用螺紋安裝到線高儀上，以方便觀察和保證對準(zhǔn)精度。
四、本線高儀的結(jié)構(gòu)如圖5所示
它由4個部件組成A.前鏡組、B.鏡筒、C.后鏡組、D.讀數(shù)鼓輪組。
A前鏡組包括1.護(hù)目圈、2.前鏡、3.壓圈、4.中鏡、5.分光鏡座，6.分光鏡、7.望遠(yuǎn)鏡護(hù)目圈1.用螺紋把前鏡2.固定在本體左端，壓圈3.用螺紋把中鏡4.固定在本體中部偏左，分光鏡6安裝在中鏡下面，呈45°角放置。測量范圍大于25米時加望遠(yuǎn)鏡對準(zhǔn)。
B.鏡筒鏡筒7.是一個圓筒形殼體，左端用螺紋聯(lián)接前鏡組，右端亦用螺紋聯(lián)接后鏡組。
C.后鏡組后鏡組由殼體8、壓圈9、后鏡10、棱鏡11、棱鏡座12、彈簧13、轉(zhuǎn)軸14等零件組成，亦用壓圈螺紋把后鏡固定在本體右部，后鏡下面安放一枚棱鏡，使棱鏡一直角面與后鏡面平行。棱鏡安放在棱鏡座上，棱鏡座一端用彈簧固定，另一端與測微螺栓相接。
d.讀數(shù)鼓輪組測微螺母15、測微螺栓16、微分筒17組成。
當(dāng)微分筒左、右旋轉(zhuǎn)時，測微螺栓就會伸長或縮短，致使棱鏡座傾角改變，微分筒上的刻度讀數(shù)就能表示所測電線高度。
為解決測量范圍后的讀數(shù)問題，采用雙窗口讀數(shù)法，如圖6所示。
圖6E為上尺表示刻線范圍，從7米至100米。
圖6F為下尺，表示刻線范圍，從3.6米至7米。
關(guān)于高度與刻度的精度計算，列于附表1中，供參照。
五、線高儀器的使用方法1.測量者先站到電線被測部位的正下方，且使視線與電線走向垂直。
2.左手握住鏡筒，使前鏡光欄朝向天空，將眼睛對準(zhǔn)護(hù)目圈處。
3.此時通過儀器可看到較暗視場，如圖4D所示和居于暗視場中央的一小長方形亮視場，轉(zhuǎn)動鏡管使亮視場的邊緣處于垂直位置。
4.前后緩慢俯仰頭部，使被測電線的象在暗場中出現(xiàn)，并使其位于亮視場豎直邊的中央附近。轉(zhuǎn)動身體使電線象與亮視場邊緣垂直。如低頭或仰頭明顯，則說明人未站在電線正下方，此時可前后移動站立位置。
5.前后擰動手輪，使小長方形亮視場中也出現(xiàn)被測電線的象，如圖4E所示。
6.繼續(xù)擰動手輪，使亮視場中的電線象與暗視場中的電線象連成一條準(zhǔn)確的直線如圖4F所示。
7.將儀器拿下即可以從讀數(shù)窗中讀出人眼到電線的距離，此距離加上人眼到地面的高度，即為電線到地面的高度，就是所測電線到地面的距離。
8.測電線跨越距離時，分別測出兩根電線到人眼的距離，二者相減即為電線間的跨越距離。
9.本儀器配備有3倍單筒望遠(yuǎn)鏡，在上述操作熟練后，測量25米以上高度電線時，可將單筒望遠(yuǎn)鏡擰入護(hù)目圈的螺紋中，再通過望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行測量可提高測量精度。
本儀器的主要參數(shù)基線長200～300毫米測量范圍3.7～50米放大倍率1～3×測量誤差2±1.0％視場角 暗視場14°結(jié)構(gòu)尺寸265×60×85亮視場1.5°×4°(矩形)重量～0.65Kg綜上所述，線高儀具有原電線測高儀的一切優(yōu)點(diǎn)，而又比電線測高儀有很大的改進(jìn)和提高，因此，是測量電線高度和電線交叉距離的又一新型儀器。
權(quán)利要求1.一種用來測量電線高度的儀器，特別是線高儀，屬于光學(xué)測距離類，它是由前鏡組、鏡筒、后鏡組、讀數(shù)鼓輪組幾部分組成，其特征在于，前鏡組由護(hù)目圈1用螺紋把前鏡2固定在本體左端，壓圈3用螺紋把中鏡4固定在本體中部偏左，分光鏡6安裝在中鏡下面，呈45度角放置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線高儀，其特征在于，鏡筒7是一個園筒形殼體，左端用螺紋聯(lián)接前鏡組，右端用螺紋聯(lián)接后鏡組。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線高儀，其特征在于，后鏡組中的壓圈9用螺紋把后鏡10固定在本體右部，后鏡10下面安放一枚棱鏡11，使棱鏡一直角面與后鏡面平行，棱鏡安放在棱鏡座上，棱鏡座的一端用彈簧固定，另一端與測微螺栓相接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的線高儀，其特征在于讀數(shù)鼓輪組，它由測微螺母15、測微螺栓16、微分筒17組成，微分筒上的刻度，標(biāo)志所測電線的高度。
專利摘要本實用新型是一種測量電線高度的儀器，簡稱線高儀，屬G01C3/00光學(xué)測距離類。它主要是由前鏡組、鏡筒、后鏡組、讀數(shù)鼓輪組組成。其特征在于，中鏡和后鏡將被測電線上的光引到分光鏡上，使電線呈互相平行的兩條線象，調(diào)整測微計，使兩條線象重合，即能測出電線的高度。前鏡是用來對準(zhǔn)被測電線并觀察兩條線象是否重合；微分計上的刻度標(biāo)志被測電線的高度。測量25米以上高度的電線，將望遠(yuǎn)鏡擰入護(hù)目圈的螺紋中，可提高測量精度。
文檔編號G01C3/00GK2071782SQ9021854
公開日1991年2月20日 申請日期1990年8月30日 優(yōu)先權(quán)日1990年8月30日
發(fā)明者盧堅強(qiáng), 楊凌云, 高大進(jìn), 袁書利 申請人:北京供電局輸電管理處, 保定光學(xué)儀器廠