SU781567A1 - Apparatus for measuring lateral displacements - Google Patents

Description

1one

Изобретение относитс  к измерению рассто ний, уровней и азимутов, а именно к измерению углов.The invention relates to the measurement of distances, levels and azimuths, namely the measurement of angles.

Известен лазерный теодолит ЛТ-56, состо щий из источника света (лазера ) , формировател  пучка в виде телескопической системы и анализатора смещений, установленного на контролируемом объекте {визуальна  марка или фотоэлектрический анализатор) 1.A laser theodolite LT-56 is known, consisting of a light source (laser), a beam shaper in the form of a telescopic system, and an displacement analyzer mounted on a controlled object (visual mark or photoelectric analyzer) 1.

При измерении положени  контролируемого объекта определ етс  величина поперечного смещени  визуальной марки или фотоэлектрического анализатора относительно энергетического максимума сечени  пучка в плоскости анализатора. Но энергетический максимум в любом произвольном сечении лазерного пучка не совпадает с его геометрическим центром и, более того, положение энергетического максимума нестабильно во времени, что снижает точность его регистрации в плоскости марки. Это вызвано целым р дом причин и, црежде всего, температурной деформацией резонатора, дифракционными  влени ми на кра х газоразр дной трубки. Кроме того, из-за разъюстировки систеглл лазер-формирователь пучка, деформации резонатора лазера .When measuring the position of the object being monitored, the amount of lateral displacement of the visual mark or photoelectric analyzer relative to the energy maximum of the beam section in the analyzer plane is determined. But the energy maximum in any arbitrary cross section of the laser beam does not coincide with its geometric center and, moreover, the position of the energy maximum is unstable in time, which reduces the accuracy of its registration in the plane of the brand. This is caused by a number of reasons and, most importantly, thermal deformation of the resonator, diffraction phenomena at the edges of the gas discharge tube. In addition, due to the misalignment of the system, the laser beamformer, the deformation of the laser resonator.

и т.п. нестабильно во времени и положение самого пучка. Вли ние этих факторов значительно понижает точность измерений, проводимых известнымetc. the position of the beam itself is unstable in time. The effect of these factors significantly reduces the accuracy of measurements carried out by known

5 устройством и тем самым ограничивает его функциональные возможности.5 device and thereby limits its functionality.

Цель изобретени  - повышение точности измерений.The purpose of the invention is to improve the measurement accuracy.

Указанна  цель достигаетс  тем,This goal is achieved by

О что за формирователем пучка взеден оптический мостик, состо щий из последовательно расположенных светоделительного элемента, например полупрозрачного зеркала, отражател , например зеркала, двухлинзовой афокальной системы, отра  ател  и полупрозрачного элемента.What is behind the beam shaper is an optical bridge consisting of a successively arranged beam-splitting element, for example a translucent mirror, a reflector, for example a mirror, a two-lens afocal system, a mirror and a translucent element.

На фиг. i показана схема устройства на фиг. 2 - сечение лазерногоFIG. i shows a diagram of the device in FIG. 2 - laser section

20 пучк а.20 bundle a.

Устройство состоит из последовательно установленных источника опорного светового потока (лазера) 1, формировател  2 пучка в эиде тёлес25 копической системы, оптического мостика , состо щего из светоделительного элемента 3, двух отражателей 4, 5, двухлинзовой афокальной системы 6 и полупрозрачного элемента 7. На контролируемом объекте расположен ана пизатор a смещений; выполненный либо В виде палетки дл  визуальных измере ний, либо в виде фотоэлектрического анализатора. , Устройство работает следующим обРаэЫ/1 , - ;. ,.-,.л,.,„ Излучение опорного светового потока (лазера) 1 коллимируетс  формирователем 2 пучка (телескопической системой) и поступает на оптический мостик.часть световой энергйЙпучка светоделительным элементом 3 и отраж телем 4 направл етс  в двухлинзовую «,.. систек у б, где происходит €го 6б6рачива;ние. После 1г1р6:хожйёнй  второго отражател  5 йа светодёлител ном элементе 7 преобразованна  часть Щ твШШё7 - зё овнШ до совпадени  их гёоме трических цент ров и направл етс  на анализатор 8 ;поперечных смещений. При хорошо от1.юстированной системё лазер-телескопическа  система и одномодовом излучении изображение (свётбйъгр пучка в ПЛОСКОСТИ анализатора будет иметь форму круга. Несовпадение энергетического максимума в сечении пучка с его геометр Цёйгтром, характерно дл  Лазер1ного излучени , приведет к тому что в се гении преобразованного 1Г iifjriociKrcseTH анализатора попёречных см щений теперь будет два энергетических максимума расположенных симмет15ЙчнЬ относйтё ьй5 1Рё5йетрйЧ ес;кого центра сечени  пучка (фиг. 2а, 2б), бгё §вайёь сйммё 15йЧнайи по отношению к общему геометрическому Центру. . Иэмейениё положени  самого пучка, в следотвие пространственной нестабиль HotiTH излучени  лазера или разъюдти рв-ёш Системы лазер-телескопичёск а  система, приведет к раздвоению ка в плоскости анализатора (фиг. 2в) Однакв Центр сикметрии полученногоThe device consists of a successively installed source of the reference light flux (laser) 1, a beam former 2 in the eide of the copy system25, an optical bridge consisting of a beam-splitting element 3, two reflectors 4, 5, a two-lens afocal system 6 and a translucent element 7. On the controlled the object is located an offspring a; made either as a palette for visual measurements, or as a photoelectric analyzer. The device works as follows. / 1, -;. , .-,. l.,. “The radiation of the reference light flux (laser) 1 is collimated by shaper 2 of the beam (telescopic system) and enters the optical bridge. The part of the light energy beam is by the beam-splitting element 3 and the reflection 4 is directed to a two-lens, .. b system where b is happening 6b6 is refined; After the 1g1p6: hoji second reflector 5 ya of the light-eliminating element 7, the converted part of the UTsHi7 - zo ovs until their home centers coincide and is sent to the analyzer 8; transverse displacements. With a well-installed laser-telescopic system and a single-mode radiation image (the beam of the analyzer in the PLANE of the analyzer will be in the form of a circle. Disagreement of the energy maximum in the beam cross section with its Geometry Terminal, which is typical of Laser radiation, will result in the generation of the transformed 1G The iifjriociKrcseTH analyzer for cross-sectional views now will have two energy maxima located symmetrically with respect to the 5 section of the beam section (Fig. 2a, 2b), bwy вай ё с с с сммммммё 15 15 1515йЧна п п relative to the total geometric center.. Iemeyenio position of the beam in sledotvie HotiTH spatial instability of the laser radiation or razyudti pB-Yosh laser-teleskopichosk systems and the system will lead to splitting of ka in the analyzer plane (Fig. 2c) obtained Odnakv Center sikmetrii

Claims (1)

781567 изображени  будет неподвижен относительно первоначального положени .Принима  за начало отсчета центр симметрии полученного изображени пучка, обеспечив аетс , значительное повышений точности измерений и исключаетс  р д поправок необходимых при работе на существующих устройствах. Предлагаемое устройство повышает точность измерений за счет исключени  вли ни  несовпадени  энергетического центра пучка с геометрическим, нестабильности положени  энергетического центра в сечении пучка, нестабильности положени  самого пучка, из-за нестабильности лазера и разъюстировки системы лазер-телескопическа  система и позвол ет работать в двух режимах: визуальном и автоматическом, в зависимости от примен емого анализатора смещений. Формула изобретени  Устройство дл  измерени  поперечных смещений, соде1жащее последователы|о расположенные источник опорного светового потока,формирователь светового пучка в виде телескопической систе№1 и анализатор смещений, о т л и ч а ю те е с   тем, что, с целью повышени  точности изме;рений, посе формировател  пучка введен оптический мостик, состо щий из последовательно расположенных светоделителього элемента, отражател , двухлинзоой афокальной системы, отражател  и олупрозрачного элемента. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1 Грузинов В.В. и др. Лазерные геодезические приборы в строительстве . М., 1977 (прототип).781567 images will be fixed relative to the initial position. Accepting the center of symmetry of the obtained beam image as a reference point, it is ensured that significant increases in measurement accuracy and a number of corrections are required when working on existing devices. The proposed device improves the measurement accuracy by eliminating the influence of the mismatch of the energy center of the beam with the geometrical, instability of the position of the energy center in the beam section, instability of the position of the beam itself, due to the instability of the laser and misalignment of the laser-telescopic system and allows you to work in two modes: visual and automatic, depending on the bias analyzer used. The invention The device for measuring the transverse displacements, containing the followers of the located source of the reference light flux, the beam former in the form of a telescopic system No. 1 and an analyzer of displacements, so as to improve the accuracy of measurement rhenium, the beamformer cell introduced an optical bridge consisting of successively located beam-splitting element, a reflector, a two-lined afocal system, a reflector, and a translucent element. Sources of information taken into account during the examination 1 Gruzinov V.V. and others. Laser geodetic instruments in construction. M., 1977 (prototype). аbut