Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

Методи формування опорної площини можуть бути різними і визначаються як харак­тером так і точністю вимірювань. Методи розгортання світлових променів в площину, роз­глянуті в розділі IV. Тут ми додатково зупинимось на деяких особливостях пристроїв, які дозволяють створити той чи інший метод формування опорної площини.

Найбільш прості пристрої, якими формують опорну площину, виконуються без засто­сування механічного обертання деталей. Прикладом реалізації цього положення є засто­сування циліндричної оптики (рис. 6.17).

Такий спосіб є простим і надійним. Проте він вимагає доброго розрахункового погод­ження параметрів лазерного променя 1, колімаційної телескопічної системи 2 і цилінд­ричної лінзи 3 . Паралельні промені на виході телескопічної системи зберуться спочатку в фокусі циліндричної лінзи, а потім створять в просторі світлову площину обмежену кутом а. В своїй основі метод пов’язаний з значними втратами випромінювання в просторі за рахунок розширення променя в одній площині.

Опорну світлову площину в діапазоні 360° можна сформувати шляхом модуляції лазерного променя нерухомого дзеркального конуса, який має при вершині конуса кут 90°. Оптична вісь лазерного променя на виході телескопічної системи має бути зорієнто­вана уздовж осі конуса, на поверхні якого наноситься дзеркальне покриття повністю, або тільки по перетину, перпендикулярному основі шириною h. Остання конструктивна дороб­ка створює кругову (в куті 360°) площину, причому товщина світлової площини буде до­рівнювати h. Природно, що чим тонша світлова площина, тим менший радіус її спостере­ження.

Раніше було показано, що найбільш вдалим рішенням для формування опорної пло­щини є застосування в якості розгортаючого пристрою обертової пентапризми. При цьому можливо здійснювати розгортання променя практично з любою необхідною швидкістю. Та­кий прилад створення подвійного розгортання лазерного променя при нівелюванні розгля­нутий в розділі IV, де одна із пентапризм обертається із швидкістю 25 об / с і створює ви­диму геодезичну площину, а друга — обертається із швидкістю 1 — 2 об / с і є інформатив­ною або вимірювальною.

Для підвищення просторової стабільності інформативної опорної площини при вико­нанні високоточних вимірювань доцільно забезпечити в лазерних приладах обертання те­лескопічної колімаційної оптичної системи разом із розгортаючим пристроєм (пентаприз­мою). Такий метод розгортання променя в площину дозволяє, завдяки оптичним якостям телескопічної системи, в Г (Гх — кутове збільшення телескопічної системи) підвищити просторову стабільність опорної площини за рахунок зменшення в Г* впливу биття під­шипників осьової пари розгортаючого пристрою.

Підвищити точність формування горизонтальної опорної площини можливо [92] зав­дяки вертикалізації призмовим компенсатором 1 (рис. 6.18) променя лазера 2, розташо­ваного разом з телескопічною системою вертикально. За допомогою механізму розгортан­ня 3, зв’язаного ремінною передачею з двигуном 4, пентапризма 5 формує горизон­тальну світлову площину в куті 360°. Інколи необхідно виконати сканування простору опорною площиною в невеликому кутовому секторі а, але з великою частотою. В цьому випадку корисно застосувати дзеркальну многогранну призму (рис. 6.19).

А

Рис. 6.19. Розгортання світлового променя многогранною призмою

Призма 1, яка має т граней, обертається від електродвигуна 2 із швидкістю п об/хв. Частота сканування променя визначається за формулою

FCK=n — т. (6.27)

Грані многогранно!’ призми освітлюються променем лазера 3 через телескопічну систему. При використанні для колімації випромінювання телескопічної труби із збільшенням 30х розбіжність променя на виході пристрою, який формує сектор, складає 20 — 25" (для ла­зера з початковим кутом розбіжності 10′), а кут сканування — приблизно 50′ [94]. Застосу­вання такого сканатора на практиці вимагає високої точності виготовлення призм, так як при неточному орієнтуванні відбиваючих граней можливо биття променя в сформованому секторі.

Недоліком систем розгортання світлового променя при формуванні опорної площини є биття в осьовій системі обертання розгортаючого елемента, що приводить до нестабіль­ності положення опорної площини. Биття в осьовій системі викликаються наявністю гаран­тованого зазору в підшипниках, який забезпечує переміщення однієї його деталі відносно другої.

Принципово обмежений зазор до часток мікрон між деталями, які переміщуються в п’єзокерамічних двигунах з ультразвуковою опорою. Необхідною умовою такої опори є від­сутність осьового і радіального биття. Використовуючи ультразвукову опору і п’єзопривід вдалося створити пристрій побудови світлової площини з підвищеною просторовою ста­більністю (рис. 6.20).

п

Пристрій має світлорозділювач 1, побудований на основі призм повного внутрішньо­го відбиття, який установлюють на столику 2 , що обертається п’єзоприводом 3 . Столик і п’єзопривід змонтовані на ультразвуковій опорі 4 , розташованими в корпусі 5. В столику і корпусі передбачений отвір діаметром d, який забезпечує передачу випромінювання від лазера 6 на світлорозділювач. Принцип роботи такого пристрою полягає в тому, що ультразвукове поле збуджується тільки при мінімальному зазорі між столиком з світлороз — ділювачем і ультразвуковою опорою. Виконані авторами експериментальні дослідження пристрою невеликих габаритів (висота Н = 30 мм, діаметри Д = 16 мм і d = 4 мм) пока­зали, що нестабільність положення опорної площини в просторі не перевищує 0.1”. Жив­лення здійснювалось від джерела постійного струму 4.5 В. При цьому призми повного внутрішнього відбиття дозволяють одночасно формувати горизонтальну опорну площину і вертикальну референтну лінію.

Комментарии запрещены.