Bagaimana meter laser berfungsi

Pembinaan dan tinjauan kejuruteraan yang berkaitan tidak lengkap tanpa kerja-kerja kejuruteraan-geodesik. Di sinilah peranti pengukur laser terbukti sangat berguna, membolehkan anda menyelesaikan masalah yang berkaitan dengan lebih berkesan. Proses yang secara tradisinya dijalankan menggunakan aras klasik, teodolit, peranti pengukur linear kini boleh menunjukkan ketepatan yang lebih tinggi dan biasanya boleh diautomatikkan.

Kaedah pengukuran geodetik telah berkembang dengan ketara dengan kemunculan alat ukur laser. Pancaran laser ia boleh dilihat secara literal, tidak seperti paksi sasaran peranti, yang memudahkan perancangan semasa pembinaan, pengukuran dan pemantauan keputusan. Rasuk berorientasikan dengan cara tertentu dan berfungsi sebagai garis rujukan, atau satah dicipta, yang berkaitan dengan ukuran tambahan boleh dibuat menggunakan penunjuk fotoelektrik khas atau dengan petunjuk visual rasuk.

Peranti pengukur laser sedang dibuat dan dipertingkatkan di seluruh dunia.Paras laser yang dihasilkan secara besar-besaran, teodolit, lampiran untuknya, plumb bob, pengintai optik, takometer, sistem kawalan untuk mekanisme pembinaan, dsb.

Jadi, laser padat diletakkan dalam sistem kalis hentakan dan kalis lembapan bagi peranti pengukur, sambil menunjukkan kebolehpercayaan tinggi operasi dan kestabilan arah rasuk. Biasanya, laser dalam peranti sedemikian dipasang selari dengan paksi sasarannya, tetapi dalam beberapa kes laser dipasang dalam peranti, jadi arah paksi ditetapkan menggunakan elemen optik tambahan. Tiub penglihatan digunakan untuk mengarahkan rasuk.

Untuk mengurangkan perbezaan pancaran laser, a sistem teleskopik, yang mengurangkan sudut perbezaan rasuk mengikut perkadaran dengan peningkatannya.

Sistem teleskopik juga membantu membentuk pancaran laser terfokus ratusan meter dari instrumen. Jika pembesaran sistem teleskopik adalah, katakan, tiga puluh kali, maka pancaran laser dengan diameter 5 cm pada jarak 500 m akan diperolehi.

Jika selesai petunjuk visual rasuk, kemudian skrin dengan grid segi empat sama atau bulatan sepusat dan rod perata digunakan untuk bacaan. Dalam kes ini, ketepatan bacaan bergantung kepada kedua-dua diameter titik cahaya dan pada amplitud ayunan rasuk disebabkan indeks pembolehubah pembiasan udara.

Ketepatan bacaan boleh ditingkatkan dengan meletakkan plat zon dalam sistem teleskopik—plat lutsinar dengan gelang sepusat (telus dan legap) yang dipasang padanya. Fenomena pembelauan membelah pancaran kepada gelang terang dan gelap. Kini kedudukan paksi rasuk boleh ditentukan dengan ketepatan yang tinggi.

Apabila menggunakan petunjuk fotoelektrik, gunakan pelbagai jenis sistem pengesan foto. Perkara paling mudah ialah menggerakkan fotosel di sepanjang rel yang dipasang secara menegak atau mendatar merentasi titik cahaya sambil merakam isyarat keluaran secara serentak. Kesilapan dalam kaedah petunjuk ini mencapai 2 mm setiap 100 m.

Lebih maju ialah pengesan foto berganda, sebagai contoh, fotodiod terbelah, yang secara automatik menjejaki pusat pancaran cahaya dan mendaftarkan kedudukannya pada masa apabila pencahayaan kedua-dua bahagian penerima adalah sama. Di sini ralat pada 100 m hanya mencapai 0.5 mm.

Empat fotosel menetapkan kedudukan rasuk di sepanjang dua paksi, dan kemudian ralat maksimum pada 100 m hanya 0.1 mm. Pengesan foto paling moden juga boleh memaparkan maklumat dalam bentuk digital untuk kemudahan memproses data yang diterima.

Kebanyakan pencari jarak laser yang dihasilkan oleh industri moden adalah berdenyut. Jarak ditentukan berdasarkan masa yang diambil untuk nadi laser mencapai sasaran dan belakang. Dan oleh kerana kelajuan gelombang elektromagnet dalam medium pengukur diketahui, maka dua kali jarak ke sasaran adalah sama dengan produk kelajuan ini dan masa yang diukur.

Sumber sinaran laser dalam peranti sedemikian untuk mengukur jarak lebih satu kilometer adalah berkuasa laser keadaan pepejal… Laser semikonduktor dipasang dalam peranti untuk mengukur jarak dari beberapa meter hingga beberapa kilometer. Julat peranti sedemikian mencapai 30 kilometer dengan ralat dalam pecahan meter.

Pengukuran julat yang lebih tepat dicapai dengan menggunakan kaedah pengukuran fasa, yang juga mengambil kira perbezaan fasa antara isyarat rujukan dan yang telah menempuh jarak yang diukur, dengan mengambil kira frekuensi modulasi pembawa. Inilah yang dipanggil pengintai laser fasaberoperasi pada frekuensi urutan 750 MHz di mana laser gallium arsenide.

Tahap laser berketepatan tinggi digunakan, sebagai contoh, dalam reka bentuk landasan. Mereka mencipta satah cahaya dengan memutarkan pancaran laser. Satah difokuskan secara mendatar disebabkan oleh dua satah saling berserenjang. Elemen sensitif bergerak di sepanjang kakitangan, dan bacaan dilakukan pada separuh jumlah sempadan kawasan di mana peranti penerima menjana isyarat bunyi. Julat kerja tahap sedemikian mencapai 1000 m dengan ralat sehingga 5 mm.

Dalam teodolit laser, paksi pancaran laser mencipta paksi pemerhatian yang boleh dilihat. Ia boleh diarahkan terus sepanjang paksi optik teleskop peranti atau selari dengannya. Sesetengah lampiran laser membolehkan anda menggunakan teleskop teodolit itu sendiri sebagai unit penyelaras (untuk mencipta rasuk selari—paksi penglihatan laser dan tiub) dan mengira terhadap peranti bacaan teodolit itu sendiri.

Salah satu muncung pertama yang dihasilkan untuk teodolit OT-02 ialah muncung LNOT-02 dengan laser gas helium-neon dengan kuasa keluaran 2 mW dan sudut perbezaan kira-kira 12 minit arka.

Laser dengan sistem optik telah ditetapkan selari dengan teleskop teodolit supaya jarak antara paksi rasuk dan paksi sasaran teodolit ialah 10 cm.

Pusat garis grid teodolit diselaraskan dengan pusat pancaran cahaya pada jarak yang diperlukan.Pada objektif sistem kolimat terdapat kanta silinder yang mengembangkan rasuk dan sektor dengan sudut bukaan sehingga 40 minit arka untuk kerja serentak pada titik yang terletak pada ketinggian berbeza dalam susunan peranti yang tersedia.

Lihat juga: Bagaimana termometer laser berfungsi dan berfungsi