Бурение грунтовых зондов, установка энергетических колодцев

В § 8 (стр. 78—83) были изложены теоретические предпо­сылки создания двухволновых светодальномеров — приборов, позволяющих получать расстояние с коррекцией за влияние атмосферы применением дисперсионного метода определения среднего вдоль трассы показателя преломления воздуха. Изве­стны несколько разработок двухволновых светодальномеров,

из которых пока доведена до серийного выпуска только одна — двухволновый дальномер Терраметр (американская фирма «Терра Текнолоджи»).

Терраметр. Это двухлазерный дальномер, позволяющий из­мерять расстояния от 1 до 20 км с точностью 1 • 10—7 (здесь уместно лишний раз подчеркнуть, что достижение такой точно­сти одноволновыми светодальномерами практически невоз­можно). В приборе применены гелий-кадмиевый лазер с дли­ной волны 0,4416 мкм (голубой свет) и мощностью излучения 10 мВт и гелий-неоновый лазер с длиной волны 0,6328 мкм (красный свет) и мощностью 5 мВт. Упрощенная блок-схема Терраметра показана на рис. 60. Свет от обоих лазеров объ­единяется в один пучок при помощи поляризационной призмы Волластона и направляется в СВЧ модулятор на кристалле KDP, осуществляющий модуляцию света по поляризации на частоте ~3 ГГц. Модулированный пучок при помощи зеркаль­ного телескопа типа Кассегрена (диаметром 20 см) посыла­ется на дистанцию, отражается от зеркально-линзового отра­жателя (того же диаметра) и возвращается в тот же модуля­тор, играющий теперь роль демодулятора. Таким образом, ис­пользуется схема с синхронной демодуляцией. Далее пучок вновь проходит через призму Волластона, разделяется по цвету и направляется на два фотоумножителя. Призма Волла­стона имеет угол расхождения лучей около 12° и выполняет функции поляризатора (при передаче), анализатора (при при-

еме) и устройства для совмещения и разделения двух цветных пучков.

На модулятор подается модулирующий сигнал от СВЧ ге­нератора. Частота модуляции при помощи системы автопод­стройки непрерывно регулируется таким образом, чтобы в из­меряемом расстоянии укладывались целые числа полуволн мо­дуляции как по красному, так и по голубому каналам. Каналы работают попеременно с частотой несколько сотен герц, что обеспечивает практическую одновременность измере­ния оптических путей для голубого и красного света.

Прибор полностью автоматизирован. Все вычислительные операции, необходимые для получения корректированного рас­стояния [см. формулу (2.49)], выполняются микрокомпьютером, включая учет поправочного члена [третий член в (2.49)], для чего в прибор заранее вводятся (при помощи соответствующих переключателей на передней панели прибора) данные о при­ближенном расстоянии и метеоэлементах в. точке стояния при­бора. Процесс автоматического измерения продолжается 10 с, после чего значение корректированного расстояния высвечи­вается на цифровом табло в метрах с точностью до 0,01 мм.

Внешний вид Терраметра показан на рис. 61. Прибор с под­ставкой имеет массу порядка 40 кг. Дальномер питается от сети или автономного агрегата напряжением 115 В, 50—60 Гц.

Георан I представляет собой дальнейшее развитие дально­мера Мекометр с целью коррекции влияния атмосферы; моду­ляция света и фазовые измерения осуществляются по исполь­зованной в Мекометре схеме. В качестве двух длин волн в Гео­ране I используются две спектральные линии излучения — 0,458 мкм (синяя) и 0,514 мкм (зеленая), одновременно гене­рируемые одним лазером на аргоне. Модулятор и демодулятор выполнены на двух кристаллах DKDP (дидейтерийфосфат ка­лия), помещенных в объемный резонатор, возбуждаемый мо­дулирующим СВЧ сигналом частоты ~500 МГц. Измеритель­ными элементами прибора служат две оптические линии задержки (в синем и зеленом каналах), которые, в отличие от Мекометра, управляются автоматически. При помощи систем автоподстройки длины оптических линий непрерывно поддер­живаются такими, что в оптическом пути как зеленого, так и синего света укладываются целые числа полуволн модуляции. По оптическим линиям снимаются отсчеты с точностью до 0,01 мм.

Дальность действия Георана I составляет не менее 20 км. По данным испытаний точность измерения корректированного расстояния при дальности 20 км можно оценить величиной ~3.10-7.

Комментарии запрещены.