光学测量仪器的“三防”措施探讨

摘要 光学测量仪器在一定条件下,会生霉、生雾及生锈,称为“三害”。本文首先指出生霉、生雾及生锈的原因,然后提出了防霉、防雾及防锈的“三防”具体措施。关键词 光学仪器;“三害”;“三防”

中图分类号 

Protecting Optical Surveying Instruments Against “Three Hazards”

XU Xiu-feng

(Dept. Of Civ.Eng. of Wuyi Univ., Jiangmen, 529020, China)
Abstract Under certain circumstances, optical surveying instruments may go moldy, atomized or rusty, which are known as “three hazards”.In this paper the author analyzes the causes of the“three hazards”and puts forward measures against them.
Keywords optical instruments; “three hazards”;measures against the“three hazards”

  建筑测量单位使用的测量仪器一般有水准仪、经纬仪、测距仪和全站仪等,它们均属于包含多个光学零件的光学仪器,这些光学仪器遭受“三害”后,观测的读数精度会降低,影响正常的操作使用,严重者会导致仪器主要零件报废。南方地区潮湿多雨,仪器遭受“三害”更为严重。本文首先分析形成“三害”的原因,然后提出“三防”的具体办法。
1 生霉的原因及防霉方法

  仪器的光学零件表面上长了许多丝状物,象蜘蛛网一样,这就叫光学零件生霉,如图1所示。这些丝状物是霉菌繁殖形成的。光学零件生霉后可使光学零件透光率受到损失,生霉严重时,可使零件表面膜层脱落,玻璃表面被腐蚀,霉层擦不掉,严重影响零件透光和成象。降低仪器使用寿命。 

1.1生霉的原因

  仪器生霉是霉菌孢子落入仪器内部零件上生长繁殖的结果。霉菌是一种真菌。由菌丝体和孢子组成。一个孢子在合适的条件下会萌发成菌丝体。菌丝体又发展成孢子梗,梗又长出新的孢子,完成一个繁殖循环。所以仪器生霉的首要条件是有霉菌孢子存在。

图1 光学零件上滋生的霉菌 

  霉菌有很多种,我国主要有曲霉、青霉,其次有萨氏曲霉和杂色曲霉。霉菌的生长周期很短,从孢子到生成新的孢子,一般约为5~6天。孢子的生命力相当强,甚至在-50℃都冻不死。孢子进入仪器内部的途径是:
  1)装配仪器时,空气中的孢子落入仪器零件上;

  2)在使用和保管仪器过程中,由于仪器密封不好,空气和灰尘的孢子进入器内部。

  霉菌生长的条件:

  1)温度:霉菌生长最适宜的温度是25℃~35℃,12℃以下和40℃以上都停生长。

  2)湿度:霉菌在相对湿度适宜时就开始繁殖,最适宜的湿度是75%~90%。霉菌在70%以下的相对湿度时不会死亡,只要湿度和温度一旦满足条件,霉菌就会萌发。_我国南方地区夏季平均气温30°C左右,相对湿度在85%左右,最适宜霉菌生长。_3)食物:霉菌生长需要吃营养食物,糖、蛋白质、脂肪、无机盐和水都是霉菌喜欢吃的营养物。光有合适的温度和湿度,没有一定食物,霉菌也不会生长。测量仪器所以会生霉,就是因为仪器内部具备了霉菌生长的条件。这些条件是如何具备的呢。主要是: H85}\>'>kR
  1)仪器在装配过程中孢子落到仪器内部,仪器在使用保管过程中因密封不良,空气中的孢子会进入仪器内部;
  2)仪器在装配维修过程中,文明生产不够,人的手指直接触摸光学零件,手汗留在零件上,光学零件及金属零件清洗不干净,用唾液擦零件,都会给霉菌留下丰富的营养物品;
  3)垫片和各种辅料不清洁,未进行防霉或脱脂处理,也会在零件上给霉菌留下丰富的食品。
  4)光学零件上长出油性雾,也会促使霉菌生长。

  5)仪器长期储存在潮湿的库房中,温度又合适,也给生霉创造了条件。

1.2防霉的方法

  孢子、温度、湿度及营养食品是霉菌生长的四个条件,缺少任何一个条件霉菌都不能生长,因此设法杀死孢子或限制任一个生长条件都可达到防霉的目的。当然在这四个条件中,限制温度是不容易做到的,限制湿度也同样不容易,尤其在南方地区。一般措施都是用杀死孢子或断其营养的方法容易解决问题。 j]E:G|2
1.2.1化学药剂防霉化学药剂防霉的根本就是用化学药品杀死霉菌,它是一种效果良好的方法。 '

1.2.1.1对防霉药剂的要求要求防霉药剂对霉菌毒效高,对人体无毒或低毒;不腐蚀仪器的光学零件及金属零件;不溶于水,而溶于有机溶剂;使用浓度低,有效期长;制作工艺简单,使用方便;

1.2.1.2防霉药剂的使用方法

  1)熏蒸法防霉:熏蒸法防霉主要使用对硝基苯甲醛,代号H50,又叫3207。

  H50的物理化学性能:它是白色或淡黄色晶体,熔点为106°C.可溶于乙醇或苯。H50为低毒药品,对人的皮肤稍有刺激性。

  H50防霉效果好,使用方便、药效长。对金属及光学零件没有腐蚀,同时也不会引起长雾;H50的使用方法通常是将粉剂H50压成药片;放在仪器内部,如果仪器内部不好放,也可以放在仪器包装箱内。
  熏蒸药剂还有对硝基氯苯,是无色结晶成淡黄色结晶体。可溶于乙醇和乙醚,它的防霉效果也比较好。杀菌力强,对金属无腐蚀,成雾率稍高于H50。 

  2)接触法防霉:将防霉剂直接涂在光学零件表面上,或加在密封油灰里及防尘脂中,叫做接触法防霉。这类防霉剂有许多种。最常用的是三丁基氧化锡。将它与乙醇和乙醚混合后涂在玻璃零件表面上,可有防霉效果。如果零件表面镀有氧化镁膜层,则可涂用SF209防霉剂,达到防霉效果。有的光学仪器(如北京光学仪器厂生产的TDJ2、TDJ6型经纬仪)出厂前已经用三丁基氧化锡和甲基硅油混合液涂在度盘上,目的是为了起到防霉防雾的双防作用。

1.2.2装配、维修中防霉

  光学仪器在装配和维修过程中,限制霉菌产生的条件,断绝霉菌的营养物,防止霉菌繁殖生长。

  ①清擦光学零件必须使用卷棉器,不能用手接触棉球,禁止用唾液擦零件;

  ②光学零件的金属管座必须清洗干净,然后进行烘干处理;

  ③光学零件表面要擦干净,通光面认真擦,非通光面也要擦干净;

  ④仪器装配、维修室相对湿度不得大于60%,零件在周转过程中应存放在干燥的器皿中;

  ⑤操作人员应穿着干净的工作服和工作手套,戴工作帽,工作室保持清洁。

  ⑥仪器装配维修中使用的辅料如棉花、纱布要进行脱脂处理。 '

1.2.3其它

  加强仪器在库房内的存放保管工作,库房适宜湿度在60%以下,潮湿天气时,开启抽湿机维持此指标。此外,库房还应保持清洁、明亮、通风。

2 生雾的原因及防雾方法

  如果光学测量仪器的光学零件表面上长了许多小露珠,这些露珠是由水滴或矿物盐的水溶液构成。也有的是油性物质的小点。这就是光学零件生雾。雾可分成水性雾、油性雾、和混合雾。光学零件生雾会严重降低零件的透光率,使现场亮度变差。由于光线经过雾层发生散射,也会使零件的成象质量下降。

2.1生雾的原因

  生雾的原因是多方面的,其中有:

  ①光学零件表面不清洁,擦得不干净,留下的灰尘或油迹。它们会形成结雾的核心,在吸收了空气中的水分后就会生雾;
  ②光学玻璃化学稳定性差也会引起生雾。光学玻璃大部分是硅酸盐玻璃,它们遇到水后发生不同程度的水解,水解后的碱溶液会吸收空气中的酸性气体二氧化碳形成碳酸盐。由于空气干燥,水分蒸发后留下的碳酸盐小晶体堆积在玻璃表面,就形成了雾。

  ③雾菌的分泌物能引起水性雾。雾菌在合适的温度和湿度下,营养物充足,会很快繁殖长大,长大的菌丝体会分泌一种物质,这些分泌物有的是液状的,在液状分泌物外围便形成水性雾;

  ④金属零件上油脂会挥发扩散到光学零件表面上,形成油性雾。清洁金属零件的汽油残留物挥发后落在光学零件表面也会形成油性雾。

  ⑤在高温条件、低温条件、及温度变化大的条件下仪器的光学零件表面也易生雾;
2.2防雾的方法
  ①化学药剂防雾:防雾药剂主要是一些有机硅油,如甲基硅油、乙基含氢硅油、3204等药品。把它们配成溶液涂在光学零件表面上。使零件表面形成一层憎水层,可起到良好的防雾效果。使用三丁基氧化锡和甲基硅油混合液涂在光学零件表面可以达到防霉防雾的双防目的。

  ②在装配和维修过程中严禁用手接触光学零件,还要将光学零件清洁干净,使用的辅料(棉花)必须脱脂,清洁液乙醇、乙醚应是无水的,仪器的润滑油脂应是低挥发的,其化学稳定性要好。 
  ③加强仪器存放保管工作,防止仪器内部进入水气。
3 生锈的原因及防锈方法
3.1生锈的原因
  仪器的金属零件在潮湿条件下,容易生锈,特别是钢铁材料的更为甚之。
  ①空气中相对湿度大(南方的梅雨季节),含水气多,易使金属零件表面附着水气,使其生锈。
  ②外界温差大时,仪器零件表面也易凝结水气,容易生锈;
  ③空气中含有腐蚀性大的气体,如二氧化碳,它溶于水后形成亚硫酸,腐蚀金属表面;
3.2防锈方法

  仪器的防锈方法较多,主要有:
  ①金属零件表面涂上一层防锈油,防锈油是由基础油和添加剂合成的。而添加剂主要是油性缓冲剂,其它还可加入抗氧化剂、消泡沫剂,防霉防雾剂等。

  ②外露金属零件表面镀保护层,一般多是镀一层铬,或镍或镍铬层等
  ③仪器内部金属零件多是进行氧化处理,使零件表面形成保护层,保护内部金属不受氧化。一般钢件是氧化发蓝,铜件氧化发黑,铝件则氧化成为黑色或黄色;

  ④测量光学仪器的竖轴等钢制零件,拆下来后需长时间放置时,有条件的可放在防锈油中保存。
  ⑤对仪器转动部位及互相滑动的配合表面,涂上适当的润滑油脂,不但加强转动的灵活性、减少磨损;而且也防止零件表面被腐蚀,起防锈作用。
作者简介:许秀凤(1965-),女,河南开封人,五邑大学实验师,研究方向:工程测量技术。
作者单位:(五邑大学建筑工程系广东江门529020)
参考文献
 1 赵贤森。经纬仪原理、使用与检定.北京:中国计量出版社.
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