Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

В автоколімаційній системі зорова труба поєднується з коліматором, утворюючи єди­ний прилад — автоколіматор. У комплект автоколіматора входять: плоске дзеркало, пента­призма чи пентаблок в оправі, многогранні призми з різним числом граней та інше [36].

Один із основних елементів візуальних автоколімаційних приладів — автоколімацій — ний окуляр, призначений для формування світлової марки й створення необхідного збіль­шення, а також для спостережень автоколімаційного зображення сітки. Для цього автоко — лімаційні окуляри, на відміну від звичайних, обладнуються світлороздільними пристроями у вигляді напівпрозорих пластинок, світлороздільних куб-призм, або спеціальних складних призм. На практиці найбільшого поширення набули автоколімаційні окуляри Монченка, Аббе, Гаусса, з куб-призмою в двох модифікаціях: з однією сіткою, та з двома сітками [80].

Необхідність виконання швидкоплинного процесу вимірювання переміщень чи пере­дачі напрямків, видачі результатів вимірювання в формі зручній для машинної обробки, а також підвищення чутливості і точності при відносно малих розмірах приладу вимагає створення ФАК [40]. Якраз ФАК із паралельним пучком світлових променів застосову­ються в якості приладів_для автоматичного і дистанційного вимірювання кутів з високою точністю між оптичними відбиваючими елементами в кутовому діапазоні до одиниць гра­дусів, а також для автоматичної передачі азимутальних напрямків. У випадку автоматич­ної передачі визначення вихідного напрямку доцільно виконувати за допомогою гіроско­пічних приладів. Автоматичний метод вимірювання, як найбільш точний і перспективний, в зв’язку з значним розповсюдженням автоколімаційних приладів і систем, потребує більш широкого розгляду схем побудови ФАК.

ФАК являє собою фотоелектричний замкнутий ланцюг (рис. 3.92), в якому аналіза­тором площини зображення часто є світлороздільна призма (СрП) 1, яка може переміщу­. ватись в фокальній площині по мікрометричному гвинту за допомогою двигуна на величи­ну, що визначається формулою (3.133). На ребрі призми покриття відсутнє — ребро є про­зорою фаскою (світловою щілиною), а грані призми покриті світловідбиваючим шаром.

Оптична система точних ФАК відноситься, в основному, до розряду телескопічних систем, що складаються із складного 4-х лінзового об’єктива і двокомпонентної фокусу­ючої склейки" 9. СрП підсвічується блоком світла 8. Якщо оптична вісь ФАК паралель­на нормалі до відбивача, то рівні світлові потоки, відбиті від граней призми 1, промоду — льовані в противофазі механічним модулятором 3, завдяки оптичному мосту 6 зводяться на фотореєстраційний пристрій, наприклад на фотоелектричний помножувач 5.

В цьому положенні робоча грань (ребро) СрП точно збігається з початком відліку і датчик вал-код 7 зафіксує нульовий сигнал. При ф ф 0 на блоці обробки електричних сиг­налів 4 з’явиться сигнал розузгодження і за допомогою двигуна призма переміститься по мікрометричному гвинту на величину ЛІ, еквівалентну куту розкручування відбивача. Дат­чик 7 зафіксує в кутовій мірі величину цього розузгодження. Модулятор застосовується в таких схемах для збільшення перешкодозахищеності системи вимірювання.

При нерухомій призмі 1 управління візирним променем ФАК може бути виконано і другим методом, наприклад, за допомогою оптичного компенсатора 10, що розміщується перед оптичною системою. Компенсатор представляє собою два оптичних клинки, що обертаються назустріч один одному з однаковою швидкістю. Відхилення візирного проме­ня компенсатором визначається формулою

Ф = 2у sin Ek, (3.137)

де: у — КУТ відхилення променя одним клином;

Ек — кут повороту кожного клину відносно середнього положення.

Якщо, наприклад, прийняти, що ФАК буде працювати по многогранній призмі з кіль­кістю граней Ош = 72 (рис. 3.93), то максимальне значення відхилення візирної осі буде

<р = = ±2°30′. (3.138)

®мп

Такі схемні рішення забезпечують високу точність автоколімаційних вимірювань на­віть при невеликій фокусній відстані (fo6 = 250-350 мм) і відносно невеликих габаритах приладу впродовж оптичної осі. Розрахунки приладу ускладнюються тим, що при діаметрі об’єктива Д — і50 -180 мм і полі зору біля 6° необхідно забезпечити точність вимірю­вання в діапазоні кутів відхилення (3.138).

Всі ФАК можуть бути побудовані по двох типових схемах: з сполученим (рис. 3.92) і з розділеними передатним і приймальним каналами (рис. 3.94 ). В обох випадках передат­ний і приймальний каУїли розташовуються на вимірювальному об’єкті, а відбиваючий елемент (плоске дзеркало, кутовий відбивач і т. д.) встановлюється на контролюючому об’єкті. Передатний канал формує і направляє на об’єкт світловий потік необхідних пара­метрів: потужності; геометричної форми; розбіжності; спектрального складу або стану по­ляризації. Він включає в себе джерело випромінювання 1, конденсор 2, діафрагму 3, пе­редатний об’єктив 4. Діафрагма повинна строго розташовуватись в фокусі об’єктива, для забезпечення плоского хвильового фронту, тобто паралельного потоку випромінювання на виході.

В залежності від типу ФАК інформація про кутове положення відбиваючого елемен­та 5, встановленого на об’єкті і кутові розкручування якого необхідно вимірювати, може бути представлена такими параметрами світлового пучка як:

— напрям розповсюдження;

— стан поляризації; —

— фаза модуляції світлової хвилі і т. д.

В першому випадку в якості відбивача застосовується плоске дзеркало або дзер — кально-призмовий відбивач. В другому випадку необхідно використовувати блок, що воло­діє якостями зворотньо-відбиваючого елемента, наприклад, кутового або дзеркально-лін­зового відбивача, і елемента, що змінює стан поляризації відбиваючого світла в відповід­ності з кутовим положенням контролюючого об’єкту. Такими елементами можуть бути фа­зові пластинки, поляризатори та інше. В третьому випадку відбиваючий оптичний блок за­безпечує однозначний зв’язок кутового положення контролюючого об’єкта з фазою моду­ляції відбитої світлової хвилі. Цей відбиваючий блок виконується із оптичних елементів, які входять в два перших типи.

Приймальний канал ФАК формує автоколімаційне зображення діафрагми передат­ного каналу і визначає:

— геометричні параметри — положення діафрагми відносно оптичної осі приймального каналу, її розміри і форму;

• 1 — або фізичні параметри — ступінь поляризації, фази модуляції, спектрального складу випромінювання та інше.

Канал включає в себе приймальний об’єктив 6, аналізатор 7, фотоприймальний пристрій 8 і вимірювально-перетворюючий блок 9. Аналізатор і фотоприймальний прис­трій здійснюють перетворення геометричних або фізичних параметрів автоколімаційного зображення діафрагми 3 в електричні сигнали пропорційні кутовому розкручуванню еле­мента 5. Аналізатор встановлюється, як правило, в площині формування автоколімацій­ного зображення діафрагми і може виконувати функції модулятора світлового потоку, ко­ординатора зображення, або ж дві функції одночасно. Застосування позиційно-чутливих фотоприймальних пристроїв, наприклад ПЗЗ — матриць, матриць фотоприймачів, дозво­ляє автоматично вимірювати координати автоколімаційного зображення діафрагми пере­датного каналу.

По діянню на параметри світлової хвилі, що повертається в площину аналізу, ФАК можна розділити на дві групи. До першої з них відносяться ФАК, що діють на геометричні параметри світлового потоку: напрям розповсюдження і розбіжність світлового потоку. При зміні напряму розповсюдження автоколімаційне зображення діафрагми зміщується з оптичної осі приймального каналу, а при зміні розбіжності змінюється розмір автоколіма­ційного зображення діафрагми. До другої групи відносяться ФАК, що використовують фі­зичні (зокрема, хвильові) якості світлових променів. В цих ФАК інформація про кутове по­ложення контролюючого об’єкта закладається, наприклад, в стані поляризації або фазі модуляції відбитої хвилі. Такі, в більшості інтерференційні, ФАК реалізують високу точ­ність вимірювання, але потребують застосування когерентних джерел випромінювання.

По способу обробки сигналу, що несе інформацію про кут розкручування в площині аналізу, ФАК прийнято ділити на амплітудні, амплітудно-фазові, фазові, частотні, частот­но-фазові, імпульсно-частотні, імпульсно-фазові [26].

По величині кутів вимірювання ФАК можна розділити на:

— вузькосмугові, діапазон вимірювання якими приблизно дорівнює декільком кутовим мінутам;

— середнього діапазону, що дорівнює 1-2° ідо якого відноситься більшість візуаль­них автоколіматорів і деякі ФАК;

— ширококутові, що мають діапазон вимірювання більший 2°.

Комментарии запрещены.