CN103308033A - 测量趋向和倾伏的仪器 - Google Patents

Abstract

一种测量地质线状特征的趋向和倾伏的仪器以及一种测量趋向和倾伏的辅助仪器。测量趋向和倾伏的仪器包括：可操作地设置成平行于地质线理的杆；连接到所述杆的一端并安装成绕所述杆的中心轴旋转的旋转块，所述旋转块包括在垂直于杆的中心轴的方向上延伸的铰接轴；耦合至所述旋转块的铰接轴的板，以使所述板可操作地绕所述铰接轴旋转；设置在所述铰接轴上的量角器；以及设置在板上的测量单元，所述测量单元包括用于确定所述杆的方向的罗盘，从而在板水平设置时测量趋向。

Description

测量趋向和倾伏的仪器

相关申请的交叉引用

本申请要求于2012年3月15日提交的韩国专利申请号10-2012-0026506的优先权以及根据35 U.S.C.§119的产生的所有权益，其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本公开涉及地质建造分析，更特别地，涉及一种测量地质面理或层理观察到的线理的趋向和倾伏的仪器。

背景技术

构造地质学包括岩石面和岩面线的观测并使用当日岩石几何形态的测量值确定各个地层的变形历史。

层理面与水平面的交线的方向称为平面的走向，层理面与水平面的夹角称为平面的倾向。

实地测量中，通常把勃隆顿罗盘的端面支撑在层理面上，水准测量罗盘并读取罗盘相对于层理面的磁北方向测得走向。在垂直于水平面的方向定位测斜仪测得倾向并读取倾角。走向为标量，倾向为矢量。

岩层中线状构造特征在构造地质学中称为线理。线理根据趋向和倾伏测得。线状地质特征中磁北线在其向下倾斜的方向测得的方位角为趋向。倾伏为线状特征的倾斜度。趋向连同倾伏定义了地层中地质线的线矢量。如果线理尺寸很小，很难准确测量趋向和倾伏。

发明内容

本公开提供一种测量趋向和倾伏的仪器。

根据一个示例性实施例，测量趋向和倾伏的仪器包括：杆，所述杆设置成平行于线理；旋转块，所述旋转块连接到所述杆的一端并绕所述杆的中心轴旋转，包括在垂直于中心轴的方向上延伸的铰接轴；板，所述板耦合至所述旋转块的铰接轴，以使所述板能绕所述铰接轴旋转；量角器，所述量角器设置在所述铰接轴上，用于确定所述旋转块与所述板之间的夹角，从而在板水平设置时测量趋向；以及测量单元，所述测量单元设置在板上，包括用于确定所述杆的方向的罗盘，从而在板水平设置时测量趋向。

测量单元可进一步包括水准仪，所述水准仪用于确定所述板的水平度。

量角器可固定在所述板上并与所述板一起旋转，旋转块可进一步包括针，所述针朝板的方向突出并平行于所述旋转块以便精确确定趋向。

根据另一个示例性实施例，测量趋向和倾伏的辅助仪器包括：杆，所述杆设置成平行于线理；旋转块，所述旋转块连接到所述杆的一端并绕所述杆的中心轴旋转，包括在垂直于中心轴的方向上延伸的铰接轴；板，所述板耦合至所述旋转块的铰接轴，以使所述板能绕所述铰接轴旋转，所述板用于支撑测量趋向的测量单元；以及量角器，所述量角器设置在所述铰接轴上，包括测量趋向的量角器。

量角器可固定在所述板上并与所述板一起旋转，旋转块可进一步包括针，所述针朝板的方向突出并平行于所述旋转块以便精确确定趋向。

板可进一步包括固定件，所述固定件用于固定测量单元。

附图说明

下面结合附图的描述可以更详细地理解本发明的示例性实施例，其中：

图1为地质层的示意画法，示出了走向和倾向的平面测量以及趋向和倾伏的线性角度测量；

图2为一个示例性实施例中的测量趋向和倾伏的仪器的侧视图；

图3为图2中的测量趋向和倾伏的仪器的平面图；

图4和图5为图2和图3中示出的旋转块的放大图；

图6为一个示例性实施例中的测量趋向和倾伏的辅助仪器的侧视图；

图7为图6中的测量趋向和倾伏的辅助仪器的平面图。

具体实施方式

发明情境

可通过走向和倾向的测量描述层面、褶皱轴、断层以及其他地质构造的地质特征。对于线状组构，诸如枢纽线，轴或线理的趋向和倾伏表示方位角和倾角。

如图1所示，大体水平地面10具有露出地面的岩层或岩床20和30。平行水平地面画出的岩层20上的走向线40与罗盘确定的磁北之间生成的夹角的测量为走向。

倾角是从水平面向下延伸至垂直面与地质层层理20的交线在垂直面上的夹角。倾向与走向相互垂直并有罗盘方向和罗盘角。

地层相对于线理的趋向58是线状特征在直线向下倾斜的方向测得的方位角。倾伏60为线状特征的倾斜度。趋向和倾伏都为标量，它们一起定义了矢量线。任何直线在垂直面上的趋向与平面的走向相同。

趋向和倾伏测量仪器

下面通过附图和示例性实施例，对测量趋向和倾伏的仪器以及测量趋向和倾伏的辅助仪器做进一步的详细描述。由于本公开可以有多种修改的实施例，优选的实施例在附图中示出并在本发明的详细说明中进行描述。然而，本公开并不仅限于具体的实施例，应理解本公开涵盖其想法和技术范围内的所有修改、等同和替换。附图描述中，附图中相同的附图标记表示相同的元件。为了清楚起见，附图中构造的尺寸被放大或夸大。

应理解，尽管此处使用术语第一、第二来描述不同的元件，这些元件不限于这些术语。术语只是用来区分一个组件和另一个组件。因此，一个实施例中称为第一组件的组件可以在另一个实施例中称为第二组件。

以下所述的技术术语仅用于说明具体的示例性实施例，而不限制本公开。除非另行指明，单数形式的术语可包括复数形式。“包括”或“包含”列举性质、数值、步骤、操作、元件或其组合时，不排除其他的性质、数值、步骤、操作、元件或其组合。

除非本发明中使用的术语有不同定义，术语应理解为本领域技术人员公知的含义。一般使用并收入词典的术语应理解为与本领域语境含义中相匹配的含义。本说明书中，除非清楚定义，否则术语不应过度理解为限于形式含义。

图2为一个示例性实施例中的测量趋向和倾伏的仪器的侧视图。图3为图2中的测量趋向和倾伏的仪器的平面图。图4和图5为图2和图3中示出的旋转块的放大图。

参考图2至图5，测量趋向和倾伏的仪器100包括杆110、旋转块120、板130、量角器140以及测量单元150。

杆110具有预定的长度并设计为可操作地设置成平行于被测的线理特征。杆110的截面可具有不同的形状，诸如多边形或圆形。由于杆110具有预定的长度，即使线理长度很短，杆110可轻易设置成平行于线理。

旋转块120连接到所述杆110的一端。旋转块120在其端面具有接收槽(未示出)。杆110的一端可插入旋转块120的接收槽。旋转块120不固定在杆110上，但是可相对于杆110的中心轴旋转。

旋转块120包括与一个端面相对的另一端面上的铰接轴122。铰接轴122在垂直于杆110的中心轴的方向上延伸。

旋转块120包括在其另一端面上的针124(参考图4)。针124从另一端面在平行于旋转块120的方向突出。针124用于精确确定量角器140的角度。

板130耦合至旋转块120的铰接轴122。板130包括在其一个端面上的突起132。突起132耦合至铰接轴122。因而，板130和旋转块120相互铰合，板130能绕所述铰接轴122旋转。

当由于板130的旋转，板130与旋转块120之间有地质测角时，可维持板130的旋转状态，以易于测量板130与旋转块120之间的夹角。例如，板130和旋转块120可相互紧密耦合，以维持板130的旋转状态。可替代地，可提供穿过铰接轴122并耦合至铰接轴122的螺丝通过拧紧螺丝以维持板130的旋转状态。

在杆110设置成平行于线理的状态中，调节旋转块120和板130的转动以便水平设置板130。当板130水平设置时，板130平行于水平面。水平面可以为虚拟海平面，即垂直于重力方向的虚拟平面。因而，当板130水平设置时，杆110和旋转块120与板130之间的夹角等于线理与水平面之间的夹角。也就是说，旋转块120与板130之间的夹角为线理的趋向。

量角器140设置在铰接轴122上并垂直于铰接轴122。例如，量角器140可固定在板130上并与板130绕铰接轴122一起旋转。

当板130水平设置时，量角器140用于读取旋转块120与板130之间的夹角。这里，当使用旋转块120的针124时，可读取旋转块120与板130之间的夹角以测量趋向。

量角器140固定于旋转块和板130，针124设置在旋转块120上。

测量单元150可包括罗盘152。罗盘152设置在板130上。当板130水平设置时，罗盘152测量杆110相对于磁北的方向。由于杆110设置成平行于线理，水平面平行于板130，杆110与趋向的方向相同。因而，可使用罗盘152基于磁北测量杆110的方向，以便测量趋向。

同样，测量单元150可进一步包括X-Y轴水准仪154。

水准仪154设置在板130上。因而，板130的水平姿势可使用水准仪154精确确定。气泡水准仪或水位水准仪可作为水准仪154使用。

罗盘152和水准仪154可集成在一起。可替代地，罗盘152和水准仪154可单独提供。

测量单元150可固定在第二旋转板130上。可替代地，测量单元150可拆卸地设置在第二旋转板130上。

在测量趋向和倾伏的仪器100中，由于杆110可设置成平行于线理，可精确并重复地测量趋向和倾伏。同样，在测量趋向和倾伏的仪器100中，即使线理长度很短，使用杆110可轻易测量趋向和倾伏。

测量趋向和倾伏的方法

在测量线性趋向和倾伏的方法中，仪器固定在100层理面上，以使杆110设置成平行于线理。转动旋转块120和板130以使板130处于水平状态。使用水准仪154确定板130是否水平。

在维持板130处于水平的状态中，使用罗盘152基于磁北测量杆110的方向，以便测量趋向。同样，在维持板130处于水平的状态中，可使用量角器140测量旋转块120与板130之间的夹角，以便测量倾伏。

图6为一个示例性实施例中的测量趋向和倾伏的辅助仪器的侧视图；图7为图6中的测量趋向和倾伏的辅助仪器的平面图。

参考图6和图7，测量趋向和倾伏的辅助仪器200包括杆210、旋转块220、板230、量角器240。

由于杆210、旋转块220、板230、量角器240与图2至图5中描述的杆110、旋转块120、板130、量角器140有基本相同的构造，不再重复详细说明。

另外，板230支撑测量板230的趋向和水平度的测量单元250。

测量单元250包括测量线的趋向的罗盘252以及测量板230的水平度的水准仪254。罗盘和水准仪可集成在一起或单独使用。

可替代地，测量单元250可包括测量线的趋向的罗盘应用装置以及安装有测量板230的水平姿势的水准仪应用装置的移动通信设备(mobilephone)。

当板230水平设置时，测量单元250可测量杆210的方向。由于地层线理平行于杆210和旋转块220，而水平面平行于板230，杆210的方向可与趋向的方向相同。因而，可使用测量单元250基于磁北测量杆210的方向，以便测量趋向。

同样，测量单元250可设置于板230上，以精确确定板230的水平姿势。

板230可进一步包括连接测量单元250和板230的附件234。附件234固定测量单元250，防止置于板230之上的测量单元250从板230上分离。固定件234可为多种形状，诸如夹钳和夹子。

同样，板230可进一步包括接收测量单元250的槽(未示出)。由于测量单元250容置在槽中，测量单元可精确固定在板230上，以便更加牢固地固定测量单元250。

测量趋向和倾伏的辅助仪器200包括测量板230的趋向和水平姿势的测量单元250，以便同时测量线理的趋向和倾伏。同样，在测量趋向和倾伏的辅助仪器200中，杆210可设置成平行与线理，可精确并重复地测量趋向和倾伏。

在测量单元250安装在板230之后，使用测量趋向和倾伏的辅助仪器200测量趋向和倾伏的方法与使用测量趋向和倾伏的仪器100测量趋向和倾伏的方法相同。

如上所述，当板130/230水平设置时，测量趋向和倾伏的仪器和测量趋向和倾伏的辅助仪器能可靠地使测量同时进行。同样，在测量趋向和倾伏的仪器中，即使线理尺寸很小，杆也可用于重复并方便地测量趋向和倾伏。

尽管描述了示例性的实施例，本领域技术人员应容易理解：可以对其进行各种修改和替换，只要不脱离本公开所附权利要求限定的精神和范围。

Claims (7)

1.一种测量趋向和倾伏的仪器，所述仪器包括：

杆，所述杆可操作地设置成平行于地质线理；

旋转块，所述旋转块连接到所述杆的一端并安装成绕所述杆的虚拟的中心纵轴旋转，包括在垂直于虚拟的中心纵轴的方向上延伸的铰接轴；

板，所述板耦合至所述旋转块的铰接轴，以使所述板可操作地绕所述铰接轴旋转；

量角器，所述量角器设置在所述铰接轴上，用于确定所述旋转块与所述板之间的夹角，从而在板水平设置时测量地质线状特征的趋向；以及

测量单元，所述测量单元设置在板上，包括用于测量所述杆的方向的罗盘，从而在板水平设置时可操作地测量趋向。

2.根据权利要求1所述的仪器，其中所述测量单元进一步包括水准仪，所述水准仪可操作地确定所述板的水平姿势。

3.根据权利要求1所述的仪器，其中：

所述量角器可固定在所述板上并与所述板一起旋转；

旋转块可进一步包括针，所述针朝板的方向突出并平行于所述旋转块以便操作地测量地质线状特征的倾伏。

4.一种测量趋向和倾伏的辅助仪器，所述辅助仪器包括：

杆，所述杆可操作地设置成平行于地质线理；

旋转块，所述旋转块连接到所述杆的一端并安装成绕所述杆的虚拟的中心纵轴旋转，包括在垂直于虚拟的中心纵轴的方向上延伸的铰接轴；

板，所述板耦合至所述旋转块的铰接轴，以使所述板可操作地绕所述铰接轴旋转，所述板用于支撑测量趋向的测量单元；以及

量角器，所述量角器设置在所述铰接轴上，用于测量地质线的倾伏。

5.根据权利要求4所述的辅助仪器，其中：

所述量角器可固定在所述板上并与所述板一起旋转；以及

旋转块可进一步包括针，所述针朝板的方向突出并平行于所述旋转块以便精确测量倾伏。

6.根据权利要求5所述的辅助仪器，其中板进一步包括用于把测量单元固定到所述板的元件。

7.根据权利要求5所述的辅助仪器，其中测量单元进一步包括X-Y轴水准仪，所述X-Y轴水准仪可操作地确定所述板的水平姿势。

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