Hvordan lasermålere fungerer

Bygg og relaterte tekniske undersøkelser er ikke komplette uten ingeniørgeodesiske arbeider. Det er her lasermåleapparater viser seg å være spesielt nyttige, slik at du kan løse de relevante problemene mer effektivt. Prosesser som tradisjonelt utføres ved bruk av klassiske nivåer, teodolitter, lineære måleapparater kan nå vise høyere nøyaktighet og kan vanligvis automatiseres.

Geodetiske målemetoder har utviklet seg betydelig med fremkomsten av instrumenter for lasermåling. Laser stråle det er bokstavelig talt synlig, i motsetning til målaksen til enheten, noe som letter planlegging under konstruksjon, måling og overvåking av resultater. Strålen er orientert på en bestemt måte og fungerer som en referanselinje, eller det lages et plan, i forhold til hvilket ytterligere målinger kan gjøres ved hjelp av spesielle fotoelektriske indikatorer eller ved visuell indikasjon av strålen.

Lasermåleenheter blir skapt og forbedret over hele verden.Masseproduserte lasernivåer, teodolitter, vedlegg for dem, lodd, optiske avstandsmålere, turtellere, kontrollsystemer for konstruksjonsmekanismer, etc.

Så, kompakte lasere er plassert i et støtsikkert og fuktsikkert system av måleapparatet, samtidig som det demonstrerer høy driftssikkerhet og stabilitet i stråleretningen. Vanligvis er laseren i en slik enhet installert parallelt med sikteaksen, men i noen tilfeller laseren er installert i enheten, så retningen på aksen er satt ved hjelp av ekstra optiske elementer. Sikterøret brukes til å rette strålen.

For å redusere laserstråledivergens, a teleskopsystem, som reduserer divergensvinkelen til strålen i forhold til dens økning.

Det teleskopiske systemet bidrar også til å danne en fokusert laserstråle hundrevis av meter unna instrumentet. Hvis forstørrelsen av teleskopsystemet er for eksempel tretti ganger, vil en laserstråle med en diameter på 5 cm i en avstand på 500 m oppnås.

Hvis det er gjort visuell indikasjon av strålen, så brukes en skjerm med rutenett av firkanter eller konsentriske sirkler og en utjevningsstang for avlesninger. I dette tilfellet avhenger avlesningsnøyaktigheten både av lysflekkens diameter og av amplituden til stråleoscillasjonen på grunn av luftens variable brytningsindeks.

Lesenøyaktigheten kan økes ved å plassere soneplater i teleskopsystemet – gjennomsiktige plater med vekslende (transparente og ugjennomsiktige) konsentriske ringer festet til dem. Fenomenet diffraksjon deler strålen i lyse og mørke ringer. Nå kan posisjonen til bjelkens akse bestemmes med høy nøyaktighet.

Når du bruker fotoelektrisk indikasjon, bruker forskjellige typer fotodetektorsystemer. Det enkleste er å flytte en fotocelle langs en vertikalt eller horisontalt montert skinne over lyspunktet mens du samtidig registrerer utgangssignalet. Feilen i denne indikasjonsmetoden når 2 mm per 100 m.

Mer avanserte er de doble fotodetektorene for eksempel av delte fotodioder, som automatisk sporer lysstrålens senter og registrerer dens posisjon i det øyeblikk belysningen av begge deler av mottakeren er identisk. Her når feilen ved 100 m bare 0,5 mm.

Fire fotoceller fikserer posisjonen til strålen langs to akser, og da er maksimal feil ved 100 m bare 0,1 mm. De mest moderne fotodetektorene kan også vise informasjon i digital form for enkelhets skyld ved behandling av mottatte data.

De fleste laseravstandsmålere produsert av moderne industri er pulserende. Avstanden bestemmes basert på tiden det tar for laserpulsen å nå målet og tilbake. Og siden hastigheten til den elektromagnetiske bølgen i målemediet er kjent, er to ganger avstanden til målet lik produktet av denne hastigheten og den målte tiden.

Kildene til laserstråling i slike enheter for å måle avstander over en kilometer er kraftige solid state lasere… Halvlederlasere er installert i enheter for å måle avstander fra flere meter til flere kilometer. Rekkevidden til slike enheter når 30 kilometer med en feil innenfor brøkdeler av en meter.

En mer nøyaktig rekkeviddemåling oppnås ved å bruke fasemålemetoden, som også tar hensyn til faseforskjellen mellom referansesignalet og den som har tilbakelagt den målte avstanden, tar hensyn til modulasjonsfrekvensen til bærebølgen. Disse er de såkalte faselaseravstandsmålereopererer ved frekvenser i størrelsesorden 750 MHz hvor galliumarsenidlaser.

Lasernivåer med høy presisjon brukes for eksempel ved design av rullebaner. De lager et lysplan ved å rotere laserstrålen. Planet er fokusert horisontalt på grunn av to innbyrdes vinkelrette plan. Det følsomme elementet beveger seg langs staven, og avlesningen utføres ved halvparten av summen av grensene til området der mottaksenheten genererer et lydsignal. Arbeidsområdet til slike nivåer når 1000 m med en feil på opptil 5 mm.

I laserteodolitter skaper laserstrålens akse den synlige observasjonsaksen. Den kan rettes direkte langs den optiske aksen til enhetens teleskop eller parallelt med den. Noen laservedlegg lar deg bruke selve teodolittteleskopet som en kollimeringsenhet (for å lage parallelle stråler—laser- og rørsiktakse) og telle mot teodolittens egen leseenhet.

En av de første dysene som ble produsert for OT-02-teodolitten var LNOT-02-dysen med en helium-neongasslaser med en utgangseffekt på 2 mW og en divergensvinkel på omtrent 12 bueminutter.

Laseren med det optiske systemet ble festet parallelt med teodolittteleskopet slik at avstanden mellom stråleaksen og teodolittens sikteakse var 10 cm.

Sentrum av teodolittnettlinjen er på linje med sentrum av lysstrålen i ønsket avstand.På objektivet til kollimeringssystemet var det en sylindrisk linse som utvidet strålen og en sektor med en åpningsvinkel på opptil 40 bueminutter for samtidig arbeid på punkter plassert i forskjellige høyder innenfor det tilgjengelige arrangementet av enheten.

Se også: Hvordan lasertermometre fungerer og fungerer