Sådan fungerer lasermålere

Byggeri og relaterede tekniske undersøgelser er ikke komplette uden ingeniør-geodætiske arbejder. Det er her lasermåleapparater viser sig at være særligt nyttige, så du kan løse de relevante problemer mere effektivt. Processer, der traditionelt udføres ved hjælp af klassiske niveauer, teodoliter, lineære måleapparater kan nu vise højere nøjagtighed og kan normalt automatiseres.

Geodætiske målemetoder har udviklet sig markant med fremkomsten af instrumenter til lasermåling. Laser stråle det er bogstaveligt talt synligt i modsætning til enhedens målakse, hvilket letter planlægning under konstruktion, måling og overvågning af resultater. Strålen er orienteret på en bestemt måde og tjener som referencelinje, eller der skabes et plan, i forhold til hvilket der kan foretages yderligere målinger ved hjælp af specielle fotoelektriske indikatorer eller ved visuel indikation af strålen.

Lasermåleapparater bliver skabt og forbedret over hele verden.Masseproducerede laserniveauer, teodoliter, tilbehør hertil, lod, optiske afstandsmålere, omdrejningsmetre, kontrolsystemer til konstruktionsmekanismer mv.

Så, kompakte lasere er placeret i et stødsikkert og fugtsikkert system af måleanordningen, samtidig med at de demonstrerer høj driftssikkerhed og stabilitet af stråleretningen. Normalt er laseren i en sådan enhed installeret parallelt med sin sigteakse, men i nogle tilfælde laseren er installeret i enheden, så aksens retning indstilles ved hjælp af yderligere optiske elementer. Synsrøret bruges til at rette strålen.

For at reducere laserstråledivergens, en teleskopsystem, hvilket reducerer strålens divergensvinkle i forhold til dens stigning.

Det teleskopiske system hjælper også med at danne en fokuseret laserstråle hundreder af meter væk fra instrumentet. Hvis forstørrelsen af ​​teleskopsystemet f.eks. er tredive gange, opnås en laserstråle med en diameter på 5 cm i en afstand på 500 m.

Hvis det er gjort visuel indikation af strålen, så bruges en skærm med et gitter af firkanter eller koncentriske cirkler og en nivelleringsstang til aflæsninger. I dette tilfælde afhænger aflæsningsnøjagtigheden både af lysplettens diameter og af amplituden af ​​stråleoscillationen på grund af luftens variable brydningsindeks.

Aflæsningsnøjagtigheden kan øges ved at placere zoneplader i teleskopsystemet - gennemsigtige plader med skiftende (gennemsigtige og uigennemsigtige) koncentriske ringe fastgjort til dem. Fænomenet diffraktion opdeler strålen i lyse og mørke ringe. Nu kan positionen af ​​strålens akse bestemmes med høj nøjagtighed.

Ved brug fotoelektrisk indikation, bruge forskellige typer fotodetektorsystemer. Det enkleste er at flytte en fotocelle langs en lodret eller vandret monteret skinne hen over lyspletten, mens udgangssignalet samtidig optages. Fejlen i denne indikationsmetode når 2 mm pr. 100 m.

Mere avancerede er de dobbelte fotodetektorer for eksempel af splitfotodioder, som automatisk sporer lysstrålens centrum og registrerer dens position i det øjeblik, hvor belysningen af ​​begge dele af modtageren er identisk. Her når fejlen ved 100 m kun 0,5 mm.

Fire fotoceller fikserer strålens position langs to akser, og så er den maksimale fejl ved 100 m kun 0,1 mm. De mest moderne fotodetektorer kan også vise information i digital form for nemheds skyld i behandlingen af ​​de modtagne data.

De fleste laserafstandsmålere produceret af moderne industri er pulserende. Afstanden bestemmes ud fra den tid, det tager for laserpulsen at nå målet og tilbage. Og da hastigheden af ​​den elektromagnetiske bølge i målemediet er kendt, så er to gange afstanden til målet lig med produktet af denne hastighed og den målte tid.

Kilderne til laserstråling i sådanne enheder til måling af afstande over en kilometer er kraftige solid state lasere… Halvlederlasere er installeret i enheder til at måle afstande fra flere meter til flere kilometer. Rækkevidden af ​​sådanne enheder når 30 kilometer med en fejl inden for brøkdele af en meter.

En mere nøjagtig rækkeviddemåling opnås ved at bruge fasemålemetoden, som også tager højde for faseforskellen mellem referencesignalet og den, der har tilbagelagt den målte afstand, under hensyntagen til bærebølgens modulationsfrekvens. Disse er de såkaldte fase laser afstandsmålereopererer ved frekvenser i størrelsesordenen 750 MHz hvor galliumarsenid laser.

Højpræcisions laserniveauer bruges for eksempel ved design af landingsbaner. De skaber et lysplan ved at rotere laserstrålen. Planet er fokuseret vandret på grund af to indbyrdes vinkelrette planer. Det følsomme element bevæger sig langs staven, og aflæsningen udføres ved halvdelen af ​​summen af ​​grænserne for det område, hvor modtagerenheden genererer et lydsignal. Arbejdsområdet for sådanne niveauer når 1000 m med en fejl på op til 5 mm.

I laserteodoliter skaber laserstrålens akse den synlige observationsakse. Den kan rettes direkte langs den optiske akse af enhedens teleskop eller parallelt med den. Nogle lasertilbehør giver dig mulighed for at bruge selve teodolitteleskopet som en kollimerende enhed (for at skabe parallelle stråler - laser- og rørsigteakse) og tælle mod teodolittens egen læseenhed.

En af de første dyser, der blev produceret til OT-02-theodolitten, var LNOT-02-dysen med en helium-neon gaslaser med en udgangseffekt på 2 mW og en divergensvinkel på omkring 12 bueminutter.

Laseren med det optiske system blev fastgjort parallelt med teodolitteleskopet, således at afstanden mellem stråleaksen og teodolitsigteaksen var 10 cm.

Midten af ​​teodolitgitterlinjen er justeret med midten af ​​lysstrålen i den nødvendige afstand.På formålet med kollimeringssystemet var der en cylindrisk linse, der udvidede strålen og en sektor med en åbningsvinkel på op til 40 bueminutter til samtidig arbejde på punkter placeret i forskellige højder inden for det tilgængelige arrangement af enheden.

Se også: Hvordan lasertermometre virker og virker