[实用新型]电线高度测量仪

说明书

本实用新型是电线高度测量仪，属G01C3／00光学测距仪类。

一、问题的由来：

在架设电线时，不同电压的电线相对地面（或其他建筑物）的高度，国家规定有不同的要求。因此，在架线时要对电线进行高度测量。电线架设完毕后，随着时间的变化，由于重力、热胀冷缩等影响，或地面状态的变化（地面出现新的建筑物，长出了树木……等等）。这些变化都会引起电线高度的变化。因此，在日常工作中需经常对电线的高度进行巡回测量。所以，对电线高度的测量是供电部门巡线工人经常进行的工作之一。

二、现有技术状况：

目前供电部门常用两种方法测量电线的高度：

（1）绳测法：这是最常用的方法。将带有刻度且一端栓有重物的绳子抛到电线上，然后从绳子上读数，即可得到电线的高度（或两交叉电线之间的距离）。这是一种比较原始的方法。一般工人都能掌握，但测量精度受绳上刻度精度、电线弹性变形等因素的影响。在某些场合下，将绳准确地抛到某一条电线上也是不容易办到的。当电线比较高手抛不到时，还必须配备专门的工具－－射绳枪。

（2）经纬仪测量法：

其经纬仪是测量水平角和竖直角的精密仪器，是一种通用的大地测量仪器。用经纬仪测量距离必须有一已知长度为基准方可测出待求长度。

如图1所示，三角形ABC，AC为被测长度，AB为已知，角B是用经纬仪测出的角值，则被测长度＝已知长度×tgα。

当用经纬仪测量电线高度时，一般都借用电线杆高度或两线杆间距为已知基础长度。经纬仪本身精度虽高，但电线杆高和两杆间距误差较大，势必会影响最后计算误差。且经纬仪的安装调试都比较麻烦，一般工人不易掌握，携带也比较沉重，所以一般只在架设新线时使用。

综上所述，现行的两种电线高度的测量方法，都不是理想的方法。鉴于此种情况，我们设计了电线高度测量的专用仪器－－“电线高度测量仪”。

三、本设计的主要内容：

（1）测距方法的概述

较长距离的测量方法，通常用三角测量法（又称基线测量法）。由基准点、被测点和另外确定的一点、三点确定－－三角形，利用三角形边和角的关系，当已知两者和一条边长时，即可用三角公式计算出被测距离。已知边长称为基线。根据基线在仪器内部还是外部，基线测量法（三角测量法）又可分为内基线测量法（基线在仪器内部）和外基线测距法（基线在仪器外部）。用外基线法测量时，先用卷尺拉一距离为基准。一般的军用测距仪都是内基线型。而大地测量仪器（如前边讲的用经纬仪测距）都是外基线法。

（2）基线种类的选择

外基线法基线选择范围较大（可选择几米至几百米），因此精度可以提高，但测量时必须用直尺拉基线，且必需配备精密测角仪器（如经纬仪等）。因此，测量过程复杂。不适合巡线工日常工作使用。而内基线测距仪器，已知长度的基线就在仪器的内部和仪器固连在一起，使用时不用再重新建基线即可直接测距。由于大量的电线高度测量工作，是由日常巡线工人野外进行的，考虑到该项工作是经常性的野外作业，我们的设计选择了内基线测距法。

（3）基本原理

本仪器测量的基本原理由图2所示，主要由反射面相互平行的分光镜和棱镜组成，二者之间的水平距离AB即为测距的基线。当被测物体位于无限远时，从被测物发出的光为平行光，从分光镜反射到眼睛的光和从棱镜反射到眼睛（经过分光镜透射）的光都是平行的，所以，人眼接受的是一个方向射来的光线，人眼看到的是一个像。如被测物位于有限距离（见图2）C点时，则从被测物C发出的CB光线经棱镜反射后，就不再和经分光镜又从分光镜反射的光线平行，则人眼看到的是两个被测物体的像。

此时转动棱镜（分光镜不动）即可改变Bb的方向，直到Bb和AB方向重合时，人眼中的两像又可重合在一起。被测物C在不同距离上使人眼能看成一个像。棱镜所需转动的角度β不同，二者有如下关系（详见有关应用光学书）。

L_AC＝l_ABtg2β ……（1）

因为只要知道转过的角度β即可求出待求距离L_AC。如图3所示，本仪器β角的测量是通过精密螺纹实现的，镜转动的β角和螺纹拧进的距离S之间有如下关系：

S＝ltgβ    ……（2）

l－－螺纹轴线到棱镜转轴之间距离

设螺纹距离为d，则棱镜转角β和手轮转角φ之间有如下关系：

φ＝ (2π)/(d) ltgβ ……（3）