Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

■ із конструктивних схем побудови лазерних нівелірів видно, що для створення гори­зонтальної світлової площини в багатьох з них застосовується пентапризма [40]. Основ­ною перевагою пентапризми вважається те, що при невеликих нахилах осі її обертання відносно вертикального лазерного променя вихідний промінь не змінює свого напряму, тобто кут між вхідним і вихідним із пентапризми променями зберігається постійним і рів­ним 90°. Нижче звертається увага на ряд моментів, які слід враховувати при конструю­ванні систем розгортання та деяких інших приладів з застосуванням пентапризми.

Так як світлова площина задається обертанням пентапризми навкруги осі лазерного променя, який направляється коліматором, то сформована розгортанням променя світло­ва поверхня лише з деяким наближенням може називатись горизонтальною. Основними похибками формування негоризонтальності світлової поверхні слід вважати три. По-пер­ше, при виготовленні пентапризми практично завжди є похибка відхилення кута 45° між відбиваючими гранями, що приводить до похибки в куті відхилення променів від 90°. То­му при обертанні пентапризми створюється не горизонтальна світлова площина, а світло­ва конічна поверхня нижче або вище від горизонтальної. По-друге, при закріпленні осі обертання пентапризми відносно осі пучка лазера 1 (рис. 4.27), який виходить із колімато­ра, має місце їх паралельне зміщення (ексцентриситет) на величину А,. Це приводить до зміщення вихідного із пентапризми променя в вертикальному напрямі, який “плаває’’ в де­яких межах є1 = 2Af. При обертанні пентапризми вісь скануючого променя займає різні положення в межах є1, хоча пучок променів буде завжди відхилений під одним і тим же кутом по відношенню до вхідного в призму, із-за цієї похибки лазерний промінь безперерв­но змінює своє положення по висоті і формує криволінійну поверхню 2, твірна якої в будь-якому напряму перпендикулярна до осі обертання пентапризми.

По-третє, крім паралельного зміщення можливий нахил осі обертання пентапризми відносно вертикальної осі лазерного променя на довільні кути а і Р у двох взаємно пер­пендикулярних площинах. Теоретичними дослідженнями [41] встановлено, що для кутів нахилу пентапризми a = р = 4′ нахил площини розгортання складає 0,3", що при відда­лях до рейки 100 м приведе до максимальної похибки в перевищенні ±0,2 мм. Там же показано, що при розгортанні променя в горизонтальну площину зміщеною і похилою пен­тапризмою відхилення вихідного променя будуть змінюватись по кривій у вигляді синусої — ди (рис. 4.28). На рис. 4.28 приведені: 1 — постійна величина відхилення променів пента­призмою, відмінна від 90°, що створює конічну поверхню розгортання; 2 — похибки відхи­лення від конічної поверхні вихідного променя із-за зміщення і нахилів пентапризми від­носно променя лазера; 3 — максимальне значення похибки із-за зміщення і нахилів пента­призми; 4 — максимальна похибка відхилення вихідного променя.

Нагадаємо, що кутове відхилення променів від 90° — постійна величина 1 і визнача­ється за допомогою методів і пристроїв, приведених в п. 2.3.3, з середньою квадратичною похибкою ± 0,3 — 0,4".

Доктор технічних наук Л. Чешанков (Болгарія) пропонує [180] спільну дію похибок зміщення і нахилу пентапризми визначати за формулою:

(l + a + ^sina
sin(y-a)

де: / — відстань від пентапризми до центру шарикопідшипника, на якому оберта­

ється пентанризма;

а — вхідна (вихідна) сторона пентапризми;

у — 67°30′ (при куті між відбиваючими поверхнями пентапризми рівно 45°);

а — кут нахилу пентапризми.

Проведені їм дослідження показали, що похила площина при розгортанні пентаприз­ми являє собою складну гофровану поверхню, максимальне зміщення якої відносно про­ектної референтної площини не перевищує 1,5 мм. Близьким аналогом такої поверхні є поверхня, замкнена між половиною одного витка гвинтової лінії, навкруги циліндра радіу­сом R і вертикальною віссю циліндра. Із відомих параметричних рівнянь гвинтової лінії:

х ~ R cos <р; у = R sin ер; z = hcp/ 2п;

де: R — радіус гвинта;

(р — кут закручування (нахилу) похилого променя від початкового положення; h — відстань (шаг) гвинтової лінії.

Параметричні рівняння для визначення форми гофрованої поверхні мають вигляд:

(4.6)

В рівняннях (4.6) кут (р знаходиться в інтервалі 0 <<р<л / 2, R — максимальний ра­діус дії лазерної системи, який приймається за одиницю, а Ах і Лу приростки по відповід­них координатах в інтервалі від 0 до R при перетині гофрованої площини площинами відповідно паралельних горизонтальній і вертикальній. За допомогою рівнянь (4.6) для кожної точки в зоні дії лазерної системи можна знайти її координати і визначити перемі­щення точок від проектної референтної площини, тобто можна обчислювати похибку по­ложення точок похилої лінії внаслідок дії похибок зміщення і нахилу пентапризми.

Комментарии запрещены.