Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

Лазерний зеніт — центрир ЛЗЦ-1 — один з перших приладів, в якому лазерний пучок променів приводиться в вискове положення за допомогою циліндричного рівня з ціною по­ділки 8*. Лазер ОКГ-14 разом з коліматором розташовується вертикально на алідадній частині тріангуляційного теодоліта. Прилад застосовувався при будівництві Останкінської телевежі в Москві. Відхилення осі вежі від вертикалі визначали візуально по прямокутній координатній сітці на різних відмітках до висоти 533 м. Точність проектування склала 15 мм на 300 м [190].

До лазерних центрирів з рівнями відноситься також прилад LL 132, що випускається спільною фірмою “Спектра-фізикс” (США) і “Гео-Фейнмеханік” (Німеччина). В приладі пе­редбачені два циліндричних рівні з ціною поділки 20* для встановлення лазерного про­меня в вискове положення. На відстані 100 м діаметр лазерного пучка складає біля 20 мм.

Найбільш сучасним лазерним приладом вертикального проектування з рівнями є розроблений на Україні покажчик лазерний портативний ПЛП-1 (рис. 4.36), який має мож­ливості візуальної і фотоелектричної реєстрації положення центра пучка лазера і серійно випускається з 1986 р. Покажчик складається з передавача лазерного 1 для формування в просторі вертикальної світлової лінії, фотомішені з лінійками 2, реєстратора 3, блоку живлення 4 та пристрою горизонтування та центрування 5. Центрування здійснюється променем лазера, що виходить із глухого дзеркала резонатора. В корпусі передавача роз­ташований гелій-неоновий лазер, який працює в безперервному та імпульсному режимах випромінювання. Тривалість імпульсу не більше 2мс. На корпусі передавача закріплені коліматор і два циліндричних рівні, які забезпечують межу допустимого відхилення пучка лазерного випромінювання від вертикалі ± 20”. Фотомішень з лінійками і реєстратором призначена для визначення величини відхилення контрольного об’єкту від вертикалі. Фо­томішень складаються з чотирьохпозиційного фотодіоду типу ФД-20 КП. Дві лінійки по двох координатйих осях з ціною поділки 1 мм додатково мають ноніуси для підвищення точності відліку до 0,1 мм.

ПЛП-1 призначений для використання в будівництві при виконанні технологічних операцій по контролю положення великогабаритних конструкцій, колон, при будівництві змінної опалубки та інше. В залежності від величини допусків на встановлення конструкцій в вертикальне положення контроль об’єкту можна виконувати візуально по будь-якому па­сивному елементу (краще палетці з координатною сіткою). Пасивний елемент послідовно закріплюють в двох перерізах контрольованого об’єкту — бажано на мінімальній та макси­
мальній відстанях від передавача уздовж висоти об’єкту. В обох положеннях елемента ви­значають координати проекції осі лазерного випромінювання, а також вимірюють відстань І переміщення екрану. Кутове відхилення об’єкту від вертикалі обчислюють за формулою:

(4.11)

де х, у — координати проекції осі лазерного випромінювання на екрані в ближньому та дальньому перерізах, мм.

При необхідності підвищити точність вивірки використовується фотомішень. Фотоді — од вводиться в зону дії лазерного випромінювання. Плавно переміщуючи оправу з фотоді — одом по двох координатах, добиваються установлення стрілок на реєстраторі в нульове положення. Слід знати, що стрілки індикаторних приладів установлюються в нульове по­ложення і при виході фотодіода з зони дії лазерного випромінювання. Щоб переконатись, що цього не відбулося, фотодіод на 0,1 — 0,2 мм зміщують по двох координатах, при цьо­му стрілки повинні відхилитися від нульового положення. Похибка вимірювання відхилень від вертикалі при фотоелектричній реєстрації ±1 мм. Дальність дії залежить від зовніш­нього освітлення і не менше 20 м при освітленні Ю ОООлк. При візуальному контролі дальність дії може досягати 50 м, а при контролі по фотомішені — 100 м [115].

Перспективним напрямом подальшого розвитку лазерних ПВП слід вважати їх авто­матизацію. В теперішній час в багатьох країнах створені пристрої з автоматичною систе­мою стабілізації положення лазерного пучка, що дозволяють в межах ± 1° автоматично встановлювати вісь лазера в вертикальне положення, вести постійний контроль за його положенням в процесі роботи і в випадку відхилення від вертикалі виконувати автоматич­не корегування положення пучка. На рис. 4.37 приведена схема лазерного зеніт — приладе ЛЗП, в якому стабілізація положення лазерного пучка здійснюється рідинним компенсато­ром.

Прилад створено на основі базового лазера ОКГ-13, установленого вертикально в корпусі. Промінь лазера 1, пройшовши систему призм 2 і 3, коліматором 4 з телескопіч­ною системою збільшенням 25х направляється на рідинний компенсатор 5, який задає висковий напрям. В випадку відхилення променя від вертикалі на деякий кут а промінь проходить через утворений клин із рідини і відхиляється на величину 0,5 а. Для повної компенсації кута нахилу промінь повинен пройти через два однакових рідинних клинки, тобто конструктивно компенсатор повинен мати дві посудини. Дно кожної із посудин вико­нується з оптичного скла, при цьому показники заломлення скла і рідини вибираються од­наковими, звично рівними 1,5. В якості компенсуючої рідини, як правило, використовують імерсійне масло, наприклад, кедрове. В реалізованому пристрої [55] точність компенсації знаходиться в межах 0,1′. Системою двох пентапризм 6 і 7 висковий промінь лазера пе­редається в зеніт або надир. В приладі передбачена можливість юстування положення оптичної осі лазера відносно вертикальної осі обертання приладу з метою забезпечення їх сполучення.

Для наведення лазера в зеніт або надир в МІІГАіК розроблений ПВП на основі ніве­ліра з самоустановленням лінії візування і поворотної пентапризми (рис. 4.38). В корпусі приладу розташовані лазер 1, зорова труба нівеліра 2 з самоустановленням лінії візу­вання в горизонт, оптичний пристрій 3 для сполучення осей лазера і нівеліра і поворотна пентапризма 4.

Для ліквідації систематичної похибки, яка можлива із-за нахилу оптичної осі приладу відносно вертикального вискового напряму при неточному виготовленні кута 45° між від­биваючими гранями пентапризми, в конструкції передбачений оптичний клинок 5. На кор­пусі розташовані циліндричний 6 і круглий 7 рівні. Центрування здійснюється через отвір у підставці переміщенням пентапризми відносно вертикальної осі після її повороту на 90°. Після горизонтування приладу за допомогою рівнів, точне встановлення осі (горизон­тальної) здійснюється автоматично компенсатором нівеліра.

Стабілізація вертикального положення пучка лазера в ПВП ZLA-78 (Угорщина) здійс­нюється оптико-механічним компенсатором з магнітним демпфером на кардановому підві­сі, який включається після грубого горизонтування приладу за допомогою круглого рівня.

Якщо порушується вертикальне положення приладу, то лазерне випромінювання автома­тично відключається, що виключає похибки вертикального проектування. Потужність ла­зерного випромінювання 2 мВт. Колімаційна система створює світлову пляму діаметром 10 мм на відстані 100 м і 20 мм на відстані 200 м. Точність установлення лазерного пучка в вертикальне положення 2 мм на 100 м відстані.

Недоліком приладу є складність горизонтування і центрування: горизонтального по­ложення приладу добиваються зміною довжини ніжок штатива по круглому рівню, а цент­рування здійснюється за допомогою додаткового оптичного центрира. Тому сумарна по­хибка вимірювання приладом головним чином створюється за рахунок похибки компенса­тора і похибки центрування над точкою. В комплект приладу входить поворотна головка із двох призм, за допомогою яких вертикальний пучок променів перетворюється в горизон­тально скануючий, тобто здійснюється заломлення пучка під прямим кутом. Швидкість обертання головки може регулюватись. Одна із двох призм за допомогою магнітної основи може закріплюватись на металевій поверхні над приладом на довільній відстані і створю­вати горизонтальну площину з точністю 90° ± 5", коли вертикальний пучок лазерних про­менів повністю потрапляє у вхідний отвір призми. Напруга живлення здійснюється від аку­муляторної батареї 12В.

Для контролю геометричних параметрів при монтажі великогабаритних виробів в це­хових умовах розроблено лазерний ПВП з рідинним компенсатором і оптичним блоком з призм БР -180° і АР — 90° [116] (рис. 4.39):

Рис. 4.39. Схема лазерного ПВП з рідинним компенсатором
з однієї посудини і оптичного блоку (а); та ж схема при вигляді збоку (б)

Промінь лазера 1 коліматором 2 направляється на поверхню рідини в компенсаторі З. При нахилі приладу на кут а промінь з компенсатора вийде під кутом а’ = 0.5а (при п = 1.5, де п — показник заломлення рідини). Пройшовши компенсатор зверху вниз, про­мінь лазера відіб’ється від двох граней призми БР -180° 4, яка розташована під компен­сатором, і повторно пройде рідинний кпин, але в зворотньому напрямі. При цьому промінь знову відхилиться на кут 0.5а. Сумарне відхилення від початкового положення буде ком­пенсовано, тобто після відбиття від гіпотенузної грані призми АР — 90° 5 і проходження через пентапризму 6 промінь зберігає вертикальне положення в просторі незалежно від величини кута нахилу у двох напрямах. Така конструкція універсальна, тому що її можна використати при проектуванні лазерного ПВП і лазерного теодоліта.

Комментарии запрещены.