Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

Для вимірювання малих лінійних переміщень можна застосувати оптронний датчик [89, 105], перевагою якого є його проста конструкція (рис. 3.66).

Датчик має світлодіод 1, фотодіод 2, щільову діафрагму 3 . Світлодіод постачаєть­ся коліміруючою оптикою 4, а діафрагма встановлюється на штоку 5, що зв’язаний з елементом конструкції і здійснює переміщення за допомогою пружних мембран б. Прин­цип роботи датчика основується на модуляції світлового потоку від світлодіода рухомою діафрагмою. Сигнал з фотоприймача поступає в електронний блок 7 і буде пропорційний переміщенню діафрагми. В конструкції застосовується, наприклад, світлодіод ЗЛ107А і фотодіод 20 — ЗО К. Лінійність вихідної характеристики датчика зберігається в межах зо­ни рівномірного освітлення, яка визначена розрахунками як 0,65 мм. Теоретичні розра­хунки і експериментальні дослідження показали, що в межах переміщень ±10 мкм точ­ність датчика складає ±0,15 мкм. Незначний діапазон вимірювання лінійних переміщень і є головним недоліком датчика, що перешкоджає широкому застосуванню на практиці.

Цікаві і різноманітні датчики лінійних переміщень побудовані з використанням елементів волоконної оптики [70, 122]. Приведемо конструкцію одного з таких датчиків рис. 3.67. Датчик використовує відомі якості волоконних світловодів передавати без втрат випромінювання з вхідного на вихідний торець. Розміри вхідного отвору, тобто діаметра світлопровідної жили на вхідному торці, може змінюватись від одиниць до десятків мкм і більше. При лінійному розміщенні таких світловодів легко побудувати датчик у якого при більшому діапазоні вимірювання лінійних переміщень, точність вимірювання буде порів­нюватись з точністю оптронних датчиків. Датчик має рухомий вимірювальний стержень 1, який постачається пружиною 2. Стержень зв’язаний з шторкою 3 , що перекриває світло­вий потік 4 джерела випромінювання. За шторкою розміщено волоконно-оптичний кодую­чий пристрій, на вхідний торець А якого падає променевий потік. Вхідні торці волоконних світловодів зібрані в лінійку, а вихідні підключені до фотоприймального пристрою 5 . При вимірюваннях корпус з волоконно-оптичним жгутом встановлюється на одній частині

конструкції, а вимірювальний стержень приводиться в контакт з другою частиною конст­рукції. Інформація про лінійні переміщення видається у вигляді коду. Основною перевагою датчика є висока точність і чутливість при невеликих габаритах.

Сучасними є матричні двокоординатні датчики рис. 3.68 побудовані безпосередньо на основі матричного фотоприймача, /733 — матриці, матриці із вхідних торців світлово- дів, зібраних в відповідну конфігурацію [137]. Датчик має оптико-електронні елементи Ді… Дп, що утворюють вузли матриці так, що при попаданні на них світлового потоку, на­приклад, від розкручування лазерного променя, ці елементи передають на блок пам’яті два сигнали: S строчок і Z стовпців. Блок обробки даних має, крім блока пам’яті, ще блок декодування 3 і систему управління індикацією 4. Після обробки даних по визначенню висоти або різниці висот інформація видається індикатором 5. Датчики такого типу най­більш доцільно застосовувати для автоматичного вимірювання осідання споруд, попереч­них зміщень елементів конструкцій та інше.

Рис. 3.68.

Матричний двокоординатний датчик

Для вимірювання лінійних переміщень об’єктів, що знаходяться на великих відста­нях, можна застосовувати датчик на основі видикона [146] рис. 3.69. Датчик має газовий лазер 1, систему фокусування променів лазера 2 , напівпрозору пластину 3 , циліндричну лінзу 4 , видикон 5 , що виконує роль фотоприймача, блок обробки інформації 6, блок ко­дування і реєстрації 7. Оптичний зв’язок датчика з об’єктом лінійних переміщень здійсню­ється за допомогою відбивача 8. Переміщення об’єкту на величину Ах вимірюється уздовж осі, що збігається з нормаллю до відбивача. Відбитий промінь через світлорозді — лювач направляється на циліндричну лінзу. Циліндрична лінза і приймальна телевізійна трубка (видикон) створюють таку оптичну систему, що зображення сфокусованого і відби­того дзеркалом променя будується на мішені видикона. При Ах = 0 випромінювання ла­зера фокусується на мішені видикона у вигляді світлої смуги мінімальної ширини. Елек­тронний промінь видикона здійснює однострочне сканування зображення штриха в напря­му перпендикулярному до штриха і з видикона при цьому знімається мінімальний часовий імпульс. При переміщенні об’єкта, а разом з ним і відбивача, в плоскості зображень, тобто на мішені видикона, відбудеться розфокусування, а, таким чином, зміниться і ширина сму­ги. Це приведе до зміни тривалості сигналу, що знімається з видикона. Отриманий сигнал порівнюється з сигналом з видикону при Ах = 0 . Порівняння виконується блоком обробки інформації, який і виробляє електричний сигнал пропорційний переміщенню.

Комментарии запрещены.