[发明专利]一种地质罗盘

说明书

技术领域

本发明属于地质测量领域，具体涉及在地质调查中用于测量位置、方位、产状、坡度和坡向等的一种地质罗盘。

背景技术

地质罗盘在地质工作中具有十分重要的意义，被称为地质工作者的三件宝之一。地质罗盘样式很多，但其结构基本是一致的。人们常用的是圆盆式地质罗盘仪，它由磁针、刻度盘、测斜仪、瞄准觇板、水准器等几部分安装在铜、铝或木制的圆盆内组成。地质学家面对各种地质实体，虽然其构造类型、成因、规模和形态千差万别，但从几何学上看，其基本结构可归纳为线状结构和面状结构。相应的，地质罗盘对各地质实体的测量分为对线状结构产状的测量和对面状结构产状的测量。传统地质罗盘对上述两类结构的测量主要存在如下缺陷。

（1）测量线状结构的倾伏角易产生误差。测量线状结构的产状主要是对其倾伏向（如方位角）和倾伏角（如仰角和俯角）的测量。采用传统地质罗盘测量倾伏角时，需用瞄准器瞄准线状结构，但人工操作传统地质罗盘无法确保罗盘底面处于线状结构所在的铅直平面，而罗盘底面偏离线状结构所在的铅直平面时，会产生倾伏角的测量误差，所以一般只能进行示意性测量。

（2）测量面状结构的产状时操作繁琐，倾角易产生测量误差。测完倾向后测量倾角需将地质罗盘的长边的一条棱与层面紧贴然后转动罗盘，在翻转过程中地质罗盘易发生偏移，会产生倾角测量误差。

（3）线状结构的倾伏向和倾伏角、面状结构的倾向和倾角需分两次测量，且需使用圆水准器和管水准器调整至水平，其操作繁琐、工作效率低，且手动调节水准器的误差较大。

（4）当测量低倾岩层顶板的产状时，罗盖与罗体间空间小且黑暗，读数困难。

发明内容

本发明所要解决的技术问题就是提供一种地质罗盘，其构造简单、操作便捷、测量准确。

为解决上述技术问题，本发明提供的一种地质罗盘，包括底座、瞄准器、方位刻度盘、测角器和半球形的透明罩；所述瞄准器设置于底座的侧面并具有两个位于同一水平线的尖端；所述底座的顶面开有半球状凹槽，凹槽的直径与所述透明罩内径相同，凹槽内设有浮液；所述方位刻度盘为具有磁极的圆盘并浮于浮液上；所述透明罩设置于凹槽上方并与底座的顶面密封连接；透明罩上设有对准线，所述对准线为经透明罩顶端的半个大圆，且对准线所在平面与瞄准器两个尖端所在直线平行；所述测角器为标有刻度的圆环并设置于透明罩和凹槽围成的空间内，经透明罩的顶端和凹槽的底端设有转轴，测角器的上、下端分别与所述转轴铰接；转轴所在直线将测角器分隔成的两个半圆环中，一个半圆环较另一个半圆环重。

上述技术方案中，所述瞄准器为设置于底座侧面并位于同一水平线的一对凸块，所述凸块的前端为尖端。

进一步地，所述底座侧面开有槽口，所述凸块设置于槽口内并通过定位销与底座铰接。

上述技术方案中，所述浮液为汞，所述方位刻度盘为磁性材质的圆盘。

上述技术方案中，所述浮液为水，所述方位刻度盘为粘接有轻质材料的磁性材质的圆盘。

上述技术方案中，所述方位刻度盘上的刻度按顺时针方向标注，且0°刻度线处为磁体N极，180°刻度线处为磁体S极。

进一步地，所述方位刻度盘的180°刻度线一端较0°刻度线一端重。

上述技术方案中，所述转轴为分别设置于透明罩顶端和凹槽底端的一对台阶状柱体。

上述技术方案中，所述底座为底面呈正方形的长方体。

与传统地质罗盘相比，本发明的有益效果在于：

1）测量线状结构时传统罗盘会产生倾伏角的测量误差，尤其对于高倾线状结构误差更大；本发明通过采用测角器中线与对准线重合的方式，使测角器处于线状结构所在的铅直平面内，此方式操作简易、误差小；

2）传统地质罗盘需要调节圆水准器和管水准器，由于手动调节本身存在误差，最终误差会传播，导致测量结果的误差较大；本发明的地质罗盘无需水准器，进行线状结构的测量时浮液液面能够在重力作用下自动保持水平从而保证方位刻度盘水平、测角器能够在重力作用下自动保持在线状结构所在的铅直平面内，这样，当测角器中线与对准线重合时，读数便为倾伏向（方位角）、倾伏角（仰俯角）；类似地，面状结构的测量也无需手动调整水平，由于浮液液面能够在重力作用下自动保持水平从而保证方位刻度盘水平、测角器能够在重力作用下自动保持在倾向所在的铅直平面内。整个装置不仅结构简单，而且无需手动调整水平，减小了误差传播，提高测量的准确性和效率；

3）线状结构的倾伏向、倾伏角，面状结构的倾向、倾角，传统地质罗盘需分两次测量读数，而本发明都是一次性测量读数，显著提高了工作效率；