Hur lasermätare fungerar
Byggnads- och relaterade tekniska undersökningar är inte kompletta utan ingenjörsgeodetiska verk. Det är här lasermätenheter visar sig vara särskilt användbara, vilket gör att du kan lösa relevanta problem mer effektivt. Processer som traditionellt utförs med klassiska nivåer, teodoliter, linjära mätinstrument kan nu visa högre noggrannhet och kan vanligtvis automatiseras.
Geodetiska mätmetoder har utvecklats avsevärt med tillkomsten av lasermätningsinstrument. Laserstråle den är bokstavligen synlig, till skillnad från enhetens målaxel, vilket underlättar planering under konstruktion, mätning och övervakning av resultat. Strålen är orienterad på ett visst sätt och fungerar som en referenslinje, eller så skapas ett plan, i förhållande till vilket ytterligare mätningar kan göras med hjälp av speciella fotoelektriska indikatorer eller genom visuell indikering av strålen.
Lasermätapparater skapas och förbättras över hela världen.Masstillverkade lasernivåer, teodoliter, tillbehör till dem, lod, optiska avståndsmätare, varvräknare, styrsystem för konstruktionsmekanismer m.m.
Så, kompakta lasrar placeras i ett stötsäkert och fuktsäkert system av mätanordningen, samtidigt som de visar hög driftsäkerhet och stabilitet i strålriktningen. Vanligtvis är lasern i en sådan anordning installerad parallellt med sin riktningsaxel, men i vissa fall lasern är installerad i enheten, så axelns riktning ställs in med hjälp av ytterligare optiska element. Siktröret används för att rikta strålen.
För att minska laserstråledivergens, a teleskopsystem, vilket minskar strålens divergensvinkel i proportion till dess ökning.
Det teleskopiska systemet hjälper också till att bilda en fokuserad laserstråle hundratals meter bort från instrumentet. Om förstoringen av teleskopsystemet är, säg, trettio gånger, kommer en laserstråle med en diameter av 5 cm på ett avstånd av 500 m att erhållas.
Om det är gjort visuell indikering av strålen, sedan används en skärm med ett rutnät av kvadrater eller koncentriska cirklar och en utjämningsstång för avläsningar. I detta fall beror avläsningsnoggrannheten både på ljusfläckens diameter och på amplituden hos strålens oscillation på grund av luftens variabla brytningsindex.
Läsnoggrannheten kan ökas genom att placera zonplattor i teleskopsystemet – genomskinliga plattor med omväxlande (transparenta och opaka) koncentriska ringar fästa på dem. Fenomenet diffraktion delar upp strålen i ljusa och mörka ringar. Nu kan läget för strålens axel bestämmas med hög noggrannhet.
När man använder fotoelektrisk indikering, använd olika typer av fotodetektorsystem. Det enklaste är att flytta en fotocell längs en vertikalt eller horisontellt monterad skena över ljuspunkten och samtidigt spela in utsignalen. Felet i denna indikeringsmetod når 2 mm per 100 m.
Mer avancerade är till exempel de dubbla fotodetektorerna för delade fotodioder, som automatiskt spårar ljusstrålens centrum och registrerar dess position i det ögonblick då belysningen av båda delarna av mottagaren är identisk.Här når felet vid 100 m endast 0,5 mm.
Fyra fotoceller fixerar strålens position längs två axlar, och då är det maximala felet vid 100 m endast 0,1 mm. De modernaste fotodetektorerna kan också visa information i digital form för att underlätta bearbetningen av mottagna data.
De flesta laseravståndsmätare som tillverkas av modern industri är pulsade. Avståndet bestäms utifrån den tid det tar för laserpulsen att nå målet och tillbaka. Och eftersom hastigheten på den elektromagnetiska vågen i mätmediet är känd, är två gånger avståndet till målet lika med produkten av denna hastighet och den uppmätta tiden.
Källorna för laserstrålning i sådana apparater för att mäta avstånd över en kilometer är kraftfulla halvledarlasrar… Halvledarlasrar installeras i enheter för att mäta avstånd från flera meter till flera kilometer. Räckvidden för sådana enheter når 30 kilometer med ett fel inom bråkdelar av en meter.
En mer exakt avståndsmätning uppnås genom att använda fasmätmetoden, som även tar hänsyn till fasskillnaden mellan referenssignalen och den som har tillryggalagt den uppmätta sträckan, med hänsyn tagen till bärvågens modulationsfrekvens. Dessa är de så kallade faslaseravståndsmätarearbetar vid frekvenser i storleksordningen 750 MHz där galliumarsenidlaser.
Lasernivåer med hög precision används till exempel vid design av banor. De skapar ett ljusplan genom att rotera laserstrålen. Planet fokuseras horisontellt på grund av två inbördes vinkelräta plan. Det känsliga elementet rör sig längs staven och avläsningen utförs vid halva summan av gränserna för det område där den mottagande enheten genererar en ljudsignal. Arbetsområdet för sådana nivåer når 1000 m med ett fel på upp till 5 mm.
I laserteodoliter skapar laserstrålens axel den synliga observationsaxeln. Den kan riktas direkt längs den optiska axeln på enhetens teleskop eller parallellt med den. Vissa lasertillbehör gör att du kan använda själva teodolitteleskopet som en kollimerande enhet (för att skapa parallella strålar—laser- och rörsiktaxel) och räknas mot teodolitens egen avläsningsenhet.
Ett av de första munstyckena som tillverkades för OT-02-teodoliten var LNOT-02-munstycket med en helium-neongaslaser med en uteffekt på 2 mW och en divergensvinkel på cirka 12 bågminuter.
Lasern med det optiska systemet fixerades parallellt med teodolitteleskopet så att avståndet mellan strålaxeln och teodolitriktningsaxeln var 10 cm.
Mitten av teodolit rutnätslinjen är i linje med mitten av ljusstrålen på erforderligt avstånd.På målet för kollimeringssystemet fanns en cylindrisk lins som expanderade strålen och en sektor med en öppningsvinkel på upp till 40 bågminuter för samtidigt arbete på punkter som ligger på olika höjder inom enhetens tillgängliga arrangemang.
Se även: Hur lasertermometrar fungerar och fungerar