TC-3型激光隧道断面仪使用说明书

前言
尊敬的用户：
感谢您关注并购买北京通测意达科技有限公司的产品！我们表示衷心的感谢！我们会继续努力创造出更优质的产品和提供更好的服务！
您在使用仪器过程中如发现问题或者提出建议，请及时向我们反馈，我们将竭诚为您服务并表示衷心的感谢！
为了您更好的使用仪器，请在使用前，仔细阅读操作说明，严格按照操作说明进行，谢谢！
北京通测意达科技有限公司
2014.01
TC-3型激光隧道断面检测仪
一．产品简介：
本仪器采用精密的测角技术和测距技术(进口测距传感器）与专业的处理软件结合于一体，用来对隧道断面的超欠挖进行快速检测,可实时显示超欠挖距离及面积值.能测量隧道衬砌厚度.也可测量建筑物内部空间,桥梁桥型,轮廓等. 整机集测量控制与一体,结构紧凑.测量精度高,速度快.使用彩色大触摸屏操作简单方便存储方式多样,存储容量大.实时显示超欠挖距离及面积值.不需电脑即可编辑处理断面数据.本仪器在施工监测，竣工验收，质量控制等工作中得到了广泛应用。

二．产品特点：
1.快速，精确的测量，大幅度提高工作效率
2.强大的测量软件和后处理软件，界面友好，显示直观，直接输出图形数据报告
3.使用彩色大触摸屏PDA，操作简单方便，海量储存
4.实时显示超欠挖距离及面积值，不需电脑即可编辑处理断面数据
5.防潮、抗尘, 稳定性强
6.检测速度高于国内断面仪厂家（31点\30s），全方位角度可手动调整或自动调整随意定位
三．使用条件
温度：-10℃—+45℃
湿度：≤85%
建议在基本清洁条件下使用。

轻微粉尘烟雾条件下也可以使用，但会降低测量精度。

①主机②数据采集PDA ③三脚架④数据传输电缆⑤专用充电器⑥仪器箱⑦专用数据采集软件⑧专用数据处理分析软件。

六．主机构成及简要介绍
1．激光测距传感器：测量距离。

2．数据传输接口：通过USB数据电缆与专用数据采集PDA进行通讯，以完成相应测量功能。

3．长水泡：整平用。

4．水平指定旋钮：测量时，锁紧水平转动部分，使仪器能够自动转动。

5．圆水泡：整平用。

6．三角基座固定孔：通过三脚架上的手拧螺钉，使主机牢固固定在三脚架上。

7．水平微动旋钮：测量时辅助定位仪器方向。

8．角度刻度盘：测量时辅助定位仪器方向。

9．基座手拧螺钉：整平用。

七．测量软件功能概要介绍
1.手动调整
功能包括竖向、水平顺逆时针转动，打开或关闭激光，测量距离，垂直归零。

2.测量当前断面
测量与隧道轴线正交仪器当前位置的断面（内轮廓）或限界。

可以输入测量的起始角、终止角和测量点数，仪器按照输入参数自动进行断面测量，在测量的过程中会实时显示图形，示意测量情况，在预先导入设计断面并设置好仪器水平偏移和竖向偏移的情况下，会现场提示超挖欠挖。

测量完成后自动存储或提示用户输入文件名进行存储，以便于后期数据整理存档。

3.测量前方断面
测量与隧道轴线正交的仪器所在位置的前方预设距离处断面。

该功能主要用于快速检测施工过程中正在开挖的隧道断面。

测量前后方断面的精度要比测量当前断面稍低，在需要精确检测的情况下，请使用本仪器的当前断面测量功能。

本功能与当前断面大致相同，区别之处在于测量前后方断面之前首先要载入当前位置断面数据。

同时，对于曲线隧道和坡度亦有相应选项，现场使用时请根据实际情况选择相应功能。

4.手动转动测量
在本功能中，仪器可按照用户输入参数转动到指定特征区域或指定位置进行距离和角度的测量。

在测量的过程中亦可按照设定角度间隔自动连续测量当前轮廓。

并可以将当前测量数据追加到用户指定的文件中。

八.安装和注册
1.安装
本软件为独立可执行文件，可运行于WindosXP，Win7操作系统。

使用时无需安装，直接拷贝到指定位置处设定好参数即可使用。

2.注册
由于本软件属于配合隧道断面仪的使用的专用软件。

软件中的一些参数通常是在仪器出厂前进行设置。

因此，软件通常是由厂家安装完毕同时注册到专用数据采集电脑中。

如果用户自行拷贝软件到未经厂家注册的数据采集电脑中，会出现注册提示，请联系厂家进行注册获取许可序列号。

九.软件功能及测量过程详细说明
1.软件主界面
界面的上部包括菜单栏和工具条。

中部左侧为图形显示区域，在现场测量的过程中用于显示测量曲线及超欠挖数据。

中部右侧为功能区，在【工具】菜单中分别选择【手
动调整】，【测量当前断面】，【测量前方断面】，【手动转动测量】时，在功能区中会切换不同界面以供用户操作。

下部状态栏中分别显示鼠标在图形区域的位置坐标，指示当前软件是否能够和设备主机正常进行数据传输。

2.测量之前的准备
2.1方向的选择：在这里，我们规定沿隧道开挖方向为正向，测头与垂直转动正角度时激光出光的方向为仪器正向。

为了便于操作与记忆，结合仪器特点我们会发现，有长水泡安装的一端为仪器的正向，同时对应测量软件和数据处理软件的X轴正向。

进入隧道后，操作人员前方与隧道开挖方向一致时，那么右手侧为X轴正向。

依照上面所述，架设仪器时，选择仪器的正向与X轴正向一致，会给后面数据查看分析及处理带来极大便利。

2.2整平：测量之前请先整平仪器，使仪器主机转动到各个方向时，长水泡得气泡在水准器的中部。

通常先调整三脚架使圆水准器气泡大致居中，然后在不同的方向上调整三角基座上的“基座手拧螺钉”使长水泡的气泡居中即可完成仪器的整平。

2.3准确定位仪器的位置和方向：在测量之前，首相用全站仪或经纬仪在指定测量位置确定一点A，用来定位隧道断面仪，同时再定位一点B或B1，用来准确定位断面仪方向。

同时注意记录A点的高程和标准断面原点的水平偏差值，以便于后面操作断面测量软件的时候输入相应的位置偏差值。

为了能够使激光准确定位地面标志点A，仪器架设整平后，基座的固定圆孔应该对准地面的标志点A。

通过数据电缆连接主机的数据通讯端口和数据采集计算机的USB端口，点击【工具】菜单的【初始化设备】，当状态栏上显示“当前已连接通信端口”同时激光打开，说明软件和主机之间已经正常建立起来连接。

在“手动调整”界面上，点击【垂直归
零】，主机激光测距传感器竖向位置重置。

主机归零操作完成后，检查激光指示点是否对准隧道轴线上的标志点A。

若没有对准，请松开三脚架与主机之间的固定手拧螺钉，水平移动主机位置，使激光点对准地面标志点，同时查看水准器气泡位置，以确定调整后是否需要重新整平。

若偏差较大，水平移动主机不能照准地面点A，那么请移动三脚架位置，重复上面操作，直到对准地面点A为止。

完成上述操作后，接下来准确定位仪器的方向。

确定方向的最终目的是使测量的断面曲线所在平面与隧道轴向正交。

此时可以操作仪器，使激光点照准之前在地面或者隧道壁上确定的B或B1点。

竖向改变激光指示位置时，需要在测量软件的“手动调整”界面上点击【竖向转动】按钮，水平转动可以直接手动转动主机侧头，锁紧水平制动旋钮之后，利用手动微调精确定位。

也可以锁紧水平制动旋钮，在测量软件的“手动调整”界面上点击【水平转动】按钮，设定转动角度完成水平定位功能。

这里需要注意的一点是，当按照“仪器架设示意图”（1）中所示，仪器激光点指示到B点后，需再水平顺时针转动90°。

方向准确定位之后，仍然要执行竖向归零操作。

这时，通常先手动调整使仪器竖向转动到0°附近后再进行归零，否则仪器可能竖向转动较大范围，浪费时间。

对与曲线隧道“当前断面”的测量，仪器
架设的位置确定与直线隧道测量当前断面相
同，用全站仪或经纬仪在地面上确定A点，然
后按照测量当前断面的方法是激光指示点照准
A点。

对于方向的确定，同样需要在地面或隧
道壁上确定B点，但是需要B点垂直于地面的
投影在过A点的圆曲线的法线上。

这样仪器照
准B点之后即与隧道轴线垂直。

竖向归零后即
可进行当前断面的测量。

2.4测量当前断面：在测量之前的准备完成之后
便可进行当前断面的测量。

测量软件界面如图
所示，图中只显示了控制界面部分，现场曲线
显示部分省略。

首先输入将要保存的测量文件名，在【文
件名】下面的编辑框中输入。

输入测量的起始角、终止角和测量点数参
数。

角度间隔与这三个参数的关系是：角度间
隔=（终止角-起始角）/（点数-1）。

然后输入水平偏移量Xo和竖向偏移量
Zo1，这两个数据是在测量准备阶段，确定仪器架设点A时确定的。

在这里辅以图示进一步说明这两个参数。

其中H为仪器高，即仪器中心到地面的
高度，该值在测量断面时会自动测量。

Zo为
仪器到隧道标准断面设计原点的距离。

Zo1
为Zo和仪器高H的差值，该值可由经纬仪或
全站仪测出，其值可能为正也可能为负。

具
体计算方法为（Zo1=地面标志点标高减去标
志点标准断面X轴标高。

Xo为仪器偏离隧道
中线偏差值，仪器一般应架设在隧道轴线上，
且标准断面原点也设在隧道中线上，这是该
值默认0即可。

除非特殊情况，如隧道中线
上有障碍物或积水不能架设仪器。

若仅是测量当前断面的情况下，Xo，Zo
可以在测量完成后在数据处理软件中修改，其含义和处理软件中的曲线信息中的主机位置X（Z）相同。

最后，如果想在测量的过程中实时查看超挖欠挖数据，请点击【文件】中的【导入设计曲线】功能，将之前编辑好的设计曲线导入到当前测量界面中。

若不想现场查看超挖欠挖情况，则直接点击【开始】按钮，仪器便自动开始测量当前断面。

同时在图形显示区域显示当前测量曲线。

若要放弃当前测量需点击【停止】按钮。

2.5测量前方断面
该功能是对仪器所在位的前方指定距离处隧道轮廓进行测量。

界面如图所示。

注意：该功能主要用于快速检测刚开挖的隧道断面。

其测量精度比测量当前断面低，需要精测得场合，请使用当前断面功能。

在测量前方断面是，仪器主机的位置和方向的确定与当前断面相同。

若刚刚完成当前断面测量，那么此时仪器只需“竖向归零”即可，该功能在本软件的“手动调整”中。

竖向归零完成后，再切换到前方断面测量
界面，按照下面的指示进行操作。

名。

根据本仪器设计的前方断面测测量算法，
在测量软件界面中，首先必须要载入当前断
面文件，这里的“当前断面”即仪器架设所
在位置的断面。

如果没有测量当前断面，那
么请先按照本书中所述方法先行测量当前断
面。

载入当前断面文件之后，会显示如图所示
情形。

功能控制区域会显示当前断面的概要
图形及当前断面的文件名、起始角、终止角
和测量点数参数。

同时，除文件名以外的参
数，将作为前方断面的相应参数。

所以，在
这里不用输入起始角、终止角和点数这三个
参数。

偏移量和测量当前断面的含义是一致的。

通常的情况是“当前断面”测量完成马上转
入“前方断面”测量。

所以Xo和Zo1参数和
当前断面的两个参数相同即可。

若之前没有
获得这两个参数，那么在测量前方断面之前，
一定要重新确定这两个参数，并输入到“前方断面测量”的偏移量编辑框中，否则仪器不能进行正常的测量。

断面距离是指前方断面与当前断面轴线方向的距离，这个按照需要输入即可，单位为米。

注意，这个距离的选择通常不应大于隧道半径的1.5倍。

搜索次数亦可称为测量次数。

本仪器的前方断面测量方法为动态逐次逼近法，搜索次数越多，测量精度越高。

受测量速度的限制，这里一般指定两次即可。

若测量的是直线隧道的前方断面，并且有坡度，那么只需选择软件界面上的【坡度】复选框，然后输入相应的坡度值即可。

坡度值为对边除以底边。

上坡输入正值，下坡输入负值。

输入完成后点击【开始】仪器便自动进行有坡度的直线隧道的前方断面测量。

同时在软件图形显示区域自动绘制断面的轮廓线。

与测量当前断面相同，若想现场查看超挖欠挖值，那么需要测量之前载入设计断面。

当隧道的曲线半径较小时，需要输入“前方断面测量“界面中的【曲线半径】参数。

这里的曲线半径是指隧道圆曲线轴线的圆心到设计断面原点的距离。

对应的前方断面距离是指“当前断面”与“前方断面”之间的圆曲线轴线弧长。

对于弯曲隧道圆心坐标在开挖方向左侧的，隧道半径输入负值，反之输入正值。

附图说明如图所示。

若刚刚完成当前断面的测量，并且按规定
输入了隧道的曲线半径，接下来进入“手动调
整”对话框，点击【竖向归零】，仪器竖向归零之后便可进行弯曲隧道的前方断面测量。

如需现场查看超欠挖，仍然需在测量之前载入设计断面。

2.6手动控制测量
手动转动测量是指测量当前断面时，手动控制仪器逐点进行测量，测量时，仪器转动角度间隔可变，测点数可按用户需求任意设定。

并可对已经测量的断面文件手动追加新的测量点。

界面如图所示。

仪器的位置和方向的确定和测量当前断面相同，请参阅本书“测量当前断面”恕不在此详述。

区别于其他测量方式，只有在手动转动测量时，软件主界面中的“文件打开”功能可以正常使用，此时可以载入之前已经测量的当前断面，并将新测量数据追加到该文件中。

若没载入则保存到新的文件中。

Xo，Zo1的含义与当前断面相同，若在刚刚完成的当前断面测量时已经获取了这两个参数，那么直接输入既有值即可。

测量之前请首先执行【竖向归零】操作，之后便可以设定角度，控制仪器转动进行
断面测量。

注意一定要逆时针（从长水泡安装方向）转出激光测距传感器，否则不能正常测量。

控制仪器转动到指定角度之后，点击【测距】。

测量到距离之后会自动添加当前数据的数据显示区域，并绘制曲线。

点击在数据显示框右侧【箭头】会弹出菜单，点击【开始自动转动设定角度并测距】功能，仪器会像自动测量当前断面一样，按照设定角度间隔进行测量并绘制曲线。

可随时点击【停止自动转动】。

注意，在手动控制测量的过程中，为了保证测量精度，请尽量避免回转或反复向前向后转动。

十.参数的设置
点击菜单中的【程序设置】会弹出上图所示对话框。

文件保存路径为每次测量完成后，在功能界面上输入的文件名保存的位置。

数据传输端口是主机进行通讯的串口，这个根据当前数据采集计算机相应参数进行设置。

如不清楚可点击界面上的【系统设备管理器】按钮，快速打开系统设备管理器，点击“端口”一项进行查看。

校正参数中的距离为测距传感器安装位置与仪器转动中心差值修正量。

角度为归零补偿偏移，其值通常设定为竖向归零后，水平转动主机，地面上激光指示点不划圈为宜。

水平默认转动方向的选择与否与测量前方断面的方向有关。

特别需要注意的是“校正参数”这一栏中的三个参数至关重要！通常在出厂之前都已经校验设定好！请用户在搞清楚并且需要修改的情况下再做相应修改！通常不需要修改！
数据后处理使用说明
一.概述
本软件为工程测量专用软件。

主要功能包括隧道断面数据的查看，超挖欠挖计算，数据报表及图形化报告的打印。

另外，本软件也可以将断面数据导出常见文件格式，如DXF、表格XLS和文本TXT格式，为用户对数据的进一步分析整理提供便利。

二.特点
1.界面清晰，稳定易用。

2.专有的文件格式，防止意外的篡改。

3.良好的数据兼容，可支持多种隧道断面仪数据格式。

三.软件使用环境
1.操作系统要求为WindowsXP，Win7。

1.本软件使用专用免驱型USB软件加密锁。

2.分辨率建议调整到1024x768以上，以便于清晰查看图形
3.在使用本软件的打印及打印预览功能之前，请确认已经正确安装打印机驱动。

4.本软件只提供导出DXF及XLS文件，需要对导出的文件进行查看时，请安装相应软件。

四.软件的安装与卸载
本软件为独立可执行文件，具备良好的操作系统兼容性，使用时直接拷贝软件到计算机指定位置处，并插入专用USB软件加密锁即可正常使用。

卸载只需从计算机中删除本软件即可。

五.软件各部分功能概览
软件主界面如图所示。

1.菜单栏：软件相关功能都可以在菜单中执行。

2.工具栏：常用菜单功能的快捷方式。

3.曲线信息窗口：显示当前文件的各个测量曲线的曲线名称、主机位置坐标和日期等信息。

并可以直接在表格对应单元处修改相应信息。

4.数据列表窗口：每条测量曲线内包含的各个测点的数据。

包括直角坐标和极坐标两种显示模式。

点击对应单元格按钮可控制图形显示区是否显示超挖欠挖注释信息。

5.常用计算结果窗口：包括设计曲线面积，测量曲线面积，最大最小超欠挖等统计信息。

6.图形显示区：在用户打开断面数据时，该区域将自动绘制设计曲线，测量曲线及对应的超挖欠挖注释信息。

状态栏会显示当前鼠标在图形区域的二维坐标。

六.各部分功能详细介绍
1.文件菜单
点击菜单栏中的【文件】菜单，会弹出图示
菜单。

1.1新建：点击【新建】后，软件将会清空带当
前各个部分的内容，恢复到刚打开软件的状态，等
待用户打开新的数据文件。

1.2打开：打开已经保存的断面数据文件。

打开
之后，对应的数据信息和图形会在软件界面相应部
分显示。

1.3保存：与其他软件相同，对数据文件进行编
辑操作之后，请点击【保存】，以便于下次查看时保
留当前已编辑内容。

1.4另存为执行该功能可以将当前文件重新命名
为新的文件并存储到系统指定目录下面。

1.5导入并替换设计曲线：用其它文件中的设计曲线替换当前已经打开文件中的设计曲线。

替换之后，会重新计算超挖欠挖等信息。

1.6导入测量曲线：本软件专用数据格式支持同一个文件中存储多条断面曲线，在数据的后期整理工作中可以将其他文件中的数据导入到当前打开的数据文件中。

点击【导入测量曲线】菜单项将弹出如图所示对话框。

首先点击【载入文件】按钮，弹出文件选择对话框，选择您要导入数据的文件，点击【确定】返回即可看到上图的界面。

接下来在“是否导入”列中选择您要导入的曲线，点击【确定】之后，被选曲线即导入到当前打开的文件中，同时更新视图。

本软件同样支持将既有测量数据文件作为设计（参考）曲线，可以方便用户对不隧道不同时期的轮廓（限界）的差异。

如需使用本功能，只需在弹出上面对话框时，在某条曲线的后面选择“作为设计曲线”即可。

注意，同时只支持一个测量曲线作为设计曲线。

1.7导出：为满足用户对软件多样化的使用需求，本软
件可以将专用的断面数据导出为AutoCAD的DXF，
EXCEL及文本文件。

点击对应的菜单项，将会弹出文
件名选择对话框，输入正确的文件名，点击【确定】即
可完成数据导出。

1.8打印设置：在这里可以选择当前使用的打
印机，纸型及打印的方向。

1.9页面设置：点击【页面设置】菜单项将弹
出如图所示“页面设置”对话框。

项目信息编辑框可以输入对应项目的名称等
信息，在打印时，会在报告中相应位置打印
出来，以便于后期存档管理。

选择“图形报告”或者“数据报表”。

本软件支持两种数据打印模式，其中图形报告的内容包括设计曲线、测量曲线及超挖欠挖信息的图形和常用统计信息。

数据报表包括指定测量曲线中的所有测点的数据表格。

打印比例为实际断面尺寸和打印到纸上的图形的尺寸之间的比例，通常比例越小，打印的图形会越接近于实际。

改变字体大小参数只会影响到“图像报告”打印中的超挖欠挖注释字体大小和“数据报表”打印中的表格中的字体大小。

页边距设置请根据实际文档的装订或查看需求，进行合理的设置。

2.0打印预览
请在正式的打印之前先进行预览，这样可以提前查看到不合理的打印比例和页边距设置，避免不必要的错误。

2.1打印
即为常规的打印功能，恕不详述。

2.编辑菜单
点击菜单栏中的【编辑】菜单，会弹出图示菜单。

2.1拷贝图形到剪切板
点击【拷贝图形到剪切板】菜单项后，请到支持位图文件
格式的图形或文字编辑软件中点击【粘贴】，软件中的图形和部
分统计信息将会在该软件以图片的形式显示出来，用户可以进
一步进行编辑。

2.2编辑设计曲线
点击【编辑设计曲线】菜单项，将会弹出如图所示的“设
计曲线信息”对话框。

通常
情况下，
正规的隧
道设计断
面可分解
为若干线
段或弧段。

在使用本软件的“编辑设计曲线”功能编辑设计曲线首先应正确的分解组
成设计曲线的各个线段和弧段。

接下来的规则和步骤如下：
2.3对于弧段，以轨面或设计零点的坐标与本软图形显示的原点（0,0）对应，计算出该弧段的圆心坐标、半径长度、起始角及终止角。

本软件规定垂直向下的方向为零度，起始角和终止角为参考垂直向下0°逆时针计算。

对于整个设计曲线图形，弧向外突出的为“逆时针”，向内凹进去的为“顺时针”。

对于线段，按照和弧段同样的参考原点坐标，确定线段两个端点的坐标即可，其它参数均为0，方向为逆时针。

注意，多段连续线段只需输入相邻坐标，如两条线段组成多段线，只需输入三个坐标点。

与圆弧连接的线段，圆弧的端点将作为线段的一个端点，只需输入另一个端点的坐标即可。

相邻两段弧之间的线段端点不用输入。

举例如图所示。

该设计断面共由6段弧组成。

第一段弧的各项参数如图上标注所示，点击“编辑设计曲线”对话框上面的【新增】按钮，并双击对应的单元格即可完成对应参数的设置。

其它弧段重复相应操作即可。

注意！要按“逆时针”逐个输入，点击【上移】【下移】按钮可以调整弧段的顺序。