Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

Виконання геодезичних робіт по монтажу та контролю технологічного устаткування, будівельно-монтажних конструкцій, рихтовці підкранових колій, направляючих ліній та ін­ше здійснюється за допомогою багатофункціональних лазерних приладів проектування, які поряд з формуванням вертикальної прямої можуть формувати референтну горизон­тальну пряму або горизонтальну світлову площину.

Перша спроба вирішення цієї задачі була зроблена в МІІГАіК, в результаті чого було створено декілька модифікацій лазерних приладів горизонту (ЛАП — Основними елемента­ми приладу є лазер, оптична система, оптико-механічний блок розгортання променя в площину (рис. 4.46) і нівелірна рейка з фотоприймальним устроєм. Лазер 1 розміщується в корпусі соосно з вертикальною телескопічною системою, а його випромінювання направ­ляється в дві взаємно ортогональні спарені коліматорні системи 2 і 3. В якості лазера може використовуватись лазер типу ЛГ-55, ОКГ-13 або ЛГ-78. Оптичний зв’язок лазера і телескопічних систем здійснюється світлорозділювачем 4, світлороздільна грань якого розташована в точці перехрестя оптичних осей і орієнтована до них під кутом 45°. Опти­ко-механічний блок 5 для розгортання променя в площину має електропривод і дві пента — призми б, склеєні між собою і розгорнуті одна відносно другої на кут 180°. Пентапризми доповнені оптичними клинками 7, розташованими на верхніх гранях призм, і виконаними

з напівпрозорим відбиваючим покриттям. Таким чином, в меридіональному перетині пен — тапризми доповнені до плоскопаралельних пластин. Прилад ЛАГ дозволяє при випромі­нюванні лазера задавати оптичною системою референтні лінії по горизонту і вертикалі, а також світлову горизонтальну площину.

Вертикальна і горизонтальна оптичні телескопічні системи (зорові труби) мають за­гальну сітку ниток, окуляр і фокусуючий компонент, що дозволяє працювати з приладом в візуальному режимі проектування референтних ліній. Лазер приводиться в горизонтальне положення за допомогою двох циліндричних рівнів.

Очевидно, що стабільність просторового положення лазерного променя (площини) визначається рядом похибок, обумовлених конструктивною схемою приладу, переміщен­нями променя із-за зміни режиму генерації, температурними деформаціями оптичного ре­зонатора, точністю виготовлення оптичних елементів, які відхиляють промінь на 90°, точ­ністю горизонтування та іншими. Виконання в якості розгортаючого елемента пентапризми з напівпрозорим відбиваючим покриттям зменшує дальність дії приладу. Дослідження при­ладу показали [190], що в візуальному режимі проектування при максимальній відстані до рейки 22 м середнє квадратичне відхилення перевищень, виміряних ЛАГ і нівеліром Ni 007, склало mh = 1,2 мм, а при застосуванні фотоелектричної рейки mh = 0,5 мм. При цьому горизонтальний промінь і світлова площина можуть бути спроектовані тільки на од­ному монтажному горизонті.

Підвищення точності і збільшення відстані при проектуванні на різні по висоті точки можна досягти завдяки автоматичному режиму вертикалізації променя лазера і розкручу­ванню цього променя в горизонтальній площині на необхідному горизонті за допомогою модулятора повного внутрішнього відбиття. Тут принципово новими є операції: реєстрація потужності випромінювання променя лазера; направлення променя лазера на модулятор

повного внутрішнього відбиття, що встановлюється на необхідній висоті; нахил модулято­ра по двох взаємно ортогональних осях; реєстрація стрибка потужності генерації лазера; фіксація модулятора в отриманому положенні; управління добротністю модулятора до ви­никнення двох взаємно ортогональних променів; управління інтенсивністю вертикального і горизонтального променів; створення розгортання горизонтального променя обертанням модулятора повного внутрішнього відбиття навкруги вертикального променя [29].

Приведені вище операції можна реалізувати пристроєм, що показаний на рис. 4.47. На основі 1, наприклад, базовому поверсі конструкції установлюють лазер 2, що має дзеркала 4 і 5. Для забезпечення вертикального напряму променя 16 лазер розміщу­ється на системі горизонтування 3.

З другого боку, лазер забезпечує прив’язку променя до вихідної точки А на базово­му поверсі. Оптичний пристрій б дозволяє розділити промінь лазера, що виходить із резо­натора через дзеркало 4, на два потоки. Один із них направляється в точку А, а другий — на фотоприймач 7. Фотоприймач разом з блоком аналізу 8 реєструють потужність гене­рації променя лазера.

На робочій висоті конструкції 9 встановлюють пристрій 10, що дозволяє розкручу­вати модулятор повного внутрішнього відбиття 13 навкруги вертикальної осі, перпендику­лярно до площини Б грані модулятора. Пристрій 10 скріплюється з корпусом 9 через підшипник 11. Модулятор встановлюють на системі нахилів 12, що дозволяє виконувати нахили площини’ Б модулятора відносно променя 16 по двох взаємно ортогональних осях. Модулятор управляється блоком 14. Промінь лазера, ортогональний вертикально­му променю 16, що виходить через бокову поверхню модулятора повного внутрішнього відбиття позначений цифрою 15.

Суть способу передачі координат на різні по висоті точки полягає в наступному. Піс­ля включення лазера випромінювання вийде із резонатора через дзеркала 4 і 5, що його створюють. Та частина випромінювання, що вийде із резонатора через дзеркало 4 поступить на світлороздільний елемент 6, який поділить світловий потік на два однакових потоки. Перший потік К буде збігатись з оптичною віссю резонатора, а другий L під кутом 90° до першого буде відведений в бік. Потік К буде використовуватись для центрування на початковій точці А, а потік L поступить на фотоприймач 7. Відносно початкової точки А, що приймається за початок координат, промінь 16 буде направлений вертикально, так як попередньо система горизонтування 3 виконає з необхідною точністю горизонту — вання лазера на основі 1. При цьому точність горизонтування впливає на точність поло­ження вертикального променя відносно вискової лінії. Це потребує застосування високо­точних систем горизонтування.

Випромінювання лазера 16 поступить на вхідну грань Б модулятора. Якщо вхідна грань Б має деякий кут нахилу відносно вертикальної лінії, то частина випромінювання, відбита вхідною гранню Б під подвійним кутом нахилу до вертикальної лінії, буде відведе­на в сторону. Система нахилів 12 розпочне нахиляти модулятор повного внутрішнього відбиття в двох взаємно ортогональних площинах. Коли грань Б буде ортогональна вер­тикальній лінії, наприклад, з точністю до одиниць кутових секунд, частина випромінювання лазера (до 4%), що відіб’ється від грані Б поступить в резонатор лазера по тому ж оптич­ному шляху по якому він проходив шлях від лазера до модулятора.

В лазері відбудеться модуляція потужності генеруємого випромінювання і блок ана­лізу 8, по сигналу фотоприймача 7, зареєструє цю зміну потужності, що є сигналом на закінчення нахилів модулятора.

Модулятор повного внутрішнього відбиття виконується із двох призм АР — 90° і орі­єнтується в просторі таким чином, щоб одна його вихідна грань (N) знаходилася в гори­зонтальній площині, а друга вихідна грань (М) — в вертикальній площині. В модуляторах подібного типу досягається ортогональність граней М і N з точністю до одиниць кутових секунд. Модулятор повного внутрішнього відбиття при зміні зазору ("О") між призмами АР — 90° буде змінювати свою добротність, тобто буде ділити світловий потік падаючий на його грань Б в необхідному відношенні по інтенсивності променів 15 і 16. Промені 15 і 16 взаємно ортогональні, тобто управляючи модулятором повного внутрішнього відбит­тя, за допомогою механізму зміни величини зазору 14, можна отримати або тільки верти­кальний промінь (зазор "О" дорівнює нулю), або тільки горизонтальний промінь (зазор "О" рівний або більше довжини хвилі випромінювання). Можна мати той і інший промені з необхідною інтенсивністю. Таким чином, ортогональна система координат з початком в точці А передається на необхідну висоту з точністю яка залежить від точності горизонту­вання і ортогональності граней М і N модулятора повного внутрішнього відбиття. При необхідності розгортання випромінювання в горизонтальній площині навкруги вертикаль­ного променя пристрій має систему розкручування 10, яка через підшипники 11 з необ­хідною дискретністю, наприклад одиниці кутових секунд, дозволяє виконувати розгортан­ня променя 15 лазера в горизонтальній площині на необхідному горизонті. Таким чином, добавляючи систему модуляторів повного внутрішнього відбиття, що встановлюються на необхідній висоті, розглянуті спосіб і пристрій дозволяють виконати з необхідною точністю і дискретністю розгортання променя і передачу координат на практично любий монтажний рівень.

Комментарии запрещены.