激光扫平仪

目前国内常用激光扫平仪依据工作原理以及是否增加补偿机构和采用补偿机构不同，大致可将扫平仪分成三类：水泡式激光扫平仪、自动安平激光扫平仪和电子自动安平扫平仪。

水泡式激光扫平仪

北京光学仪器厂与1996年试制的SJ2型和SJ3型激光扫平仪，即属于结构简单，成本较

低的水泡式激光扫平仪，是适宜于建筑施工、室内装饰等施工工作的普及型仪器。激光二极管发出的激光，经物镜后得到一激光束，该激光束在经过五角棱镜后，分成两束光线，一束直接通过，另一束改变90度方向，仪器的旋转头由电机通过皮带带动旋转，使形成一个扫描的激光平面，仪器上设置有长水准仪器，用于安平仪器。（和水泡水准仪一样，扫平仪以水准器为基准，也就是说激光平面水平误差取决于水准器的精度，如果将仪器卧放，根据垂直水准器可得激光扫描出的铅垂面。）此仪器的精度，很大程度上受到人为的因素的影响。

由于工程施工操作的快速方便要求及某些特殊场合的高精度要求，水泡安平难以满足要求，于是，各种自动激光仪器应运而生，并产生了一些独特的安平方式.

自动安平激光扫平仪

北京光学仪器厂研制的SJZ1型自动安平扫平仪，利用吊丝式光机补偿器，以达到在 范围内自动安平的目的，不论仪器如何倾斜，在补偿范围内将始终保持扫描出的激光平面处于水平面内，这种仪器适合于震动较大的施工场地。

电子式自动安平激光扫平仪

光机式补偿器结构相对简单，成本较低和具有一定的抗振性等优点，但由于其补偿精度随补偿范围的增加而降低，一般补偿范围都限制在十几分之内，近代发展的电子自动安平原理，使安平范围可扩大至 左右，并且具有较高的稳定性和补偿精度。

电子自动安平系统一般由传感器、电子线路和执行机构组成。水泡式传感器由玻璃水泡内充有导电液的类似于一般气泡水准器的元件为主题，玻璃管外涂有金属盖层，并形成两个对称的电极。两个电极间相应为两个电阻，当气泡居中时，电阻相等，当水泡倾斜时，气泡发生位移，从而破坏了两个电阻的平衡状态，从而使传感器电路组成的电桥失去平衡，并产生相应的电压输出，将输出信号经电子处理并放大驱动执行机构，使伺服电机产生相应的正转或反转，保持电桥平衡，也就是达到了电子自动安平的目的，传感器除用电阻的方式外，也有用电容或电感的传感元件。

目前市场的仪器多采用以下补偿机构：

吊丝补偿安平方式

用金属吊丝将准直物镜 ( 含激光器 ) 悬吊在仪器座上。利用重力实现出射光束的自动安平作用。

轴承摆补偿安平方式

激光器及准直系统安装在重力摆上，重力摆绕两个精密轴承确定的轴线摆动。重力安平，磁阻尼稳定，实现自动安平。

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采用倾斜传感器，测量仪器基座的倾斜大小和倾斜方向，利用伺服电机对激光器准直系统的输出方向进行实时修正。

液体补偿安平方式

使准直激光束通过一个稳定的液槽，当仪器安平时， 液槽内的液体形成一个平行平板；当仪器微倾时，液槽内的液体形成一个液体光楔，将对出射光束的方向进行一定补偿。为了对光束出射方向能够完全补偿，让光连续通过二层折射率不同的液体，当两种液体折射率满足一定条件时，即能对光束出射方向实现完全补偿。

投射一束可视激光束，根据激光束可以水准定位高度的一种仪器。另外的概念是在快速旋转轴带动下使可视激光点(一般有红光和绿光)扫出同一水准高度的光线，便于工程人员定位水准高度的一种仪器。

对于投射可视光束的扫平仪，就是利用可视光束定高度（光直线传播）。

对于光点扫出线的仪器，是利用可视激光点在快速移动时，因为人的视觉暂留的缘故，人看到光点移动就是一条线的原理。仪器在整平的情况下，光电扫出的线在同一高度。

激光通过机内的自动补偿机构补偿到水平，并射出激光。超过补偿范围时，停止旋转和发射激光，警报灯即亮。用吊丝悬挂内圆筒座，将激光二极管装在中心位置，一般以铅直方向发射激光。以铅直方向发射的激光通过物镜和装在马达上的五角棱镜沿水平方向旋转发射。观察报警灯可知是否在自动安平补偿范围内，主机是否倾斜，这可通过电子学的方法，控制内圆筒座和外圆筒座之间的间隙来确定。

接收器是由两个接收二极管和显示器组成，前者接收激光，后者显示光斑位置。同时通过音色变化的蜂鸣器调整光斑位置。接收器是上、下两个光敏二极管，根据照在两个二极管的光量差来指示位置。A时光敏二极管2没照到激光，以向下的箭头符号表示。B时光敏二极管1和2受同等光量照射，以中心标记表示。

工程中常常需要确定一个平面，如港口中的道路、堆场、广场、码头面层、机场等，激光扫平仪(图11.6-1)可在瞬间建立起大范围的平面、直立面、倾斜的基准面，为施工、建筑、装璜提供基准面或线。扫平仪也可应用在推土机场地整平上和结构挠度测量上。

扫平仪就是旋转发射式的激光水准仪，在土木、建筑、内部装饰工程中扫出水平面，其工作效率很高。该仪器采用红外激光器，每分钟转300次，扫出360°、半径小于150m的水平基准面。它与红外接收器配合使用，一人即能快速操作，如果用光学式水准仪和标尺作业，至少要两人操作。