Устройство для измерения поперечных смещений

%тентно т,ь .б Союз Сове Социалисти О кихских(51)м. кл.з С 01 С 1/О Го арствеиный ко СССР елам изобрете и открытий.М.Жилк В.А.Илюхин, А.В.фальцман,Д,Кращин и А.А.Арефьев Московский институт инженеров геодезии, аэрофотосъемки и картографии(71) Заявитель 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОПЕРЕЧНЫ СМЕЦЕН ИЙИзобретение относится к измерению расстояний, уровней и азимутов, а именно к измерению углов.Известен лазерный теодолит ЛТ, состоящий из источника света (лазера), формирователя пучка в виде телескопической системы и анализатора смещений, установленного на контролируемом объекте (визуальная марка или фотоэлектрический анализатор) 11. 10При измерении положения контролируемого объекта определяется величина поперечного смещения визуальной марки или фотоэлектрического анализатора относительно энергетического 15 максимума сечения пучка в плоскости а)тализатора. Но энергетический максимум в любом произвольном сечении лазерного пучка не совпадает с его геометрическим центром и, более того, 20 положение энергетического максимума нестабильно во времени, что снижает точность его регистрации в плоскости марки. Это вызвано целым рядом причин и, прежде всего, температурной 25 деформацией резонатора, дифракционными явлениями на краях газораэрядной трубки. Кроме того, из-за раэъюстировки системы лазер-Формирователь пучка, деформации резонатора лазера, 30 и т.п. нестабильно во времени и по.ложение самого пучка. Влияние этихфакторов значительно понижает точность измерений, проводймых известнымустройством и тем самым ограничиваетего Функциональные возможности.Цель изобретения - повышение точности измерений.Указанная цель достигается тем,что за формирователем пучка введеноптический мостик, состоящий из последовательно расположенных светоделйтельного элемента, например полупрозрачного зеркала, отражателя, например зеркала, двухлинэовой афокальнойсистемы,отражателя и полупрозрачногоэлемента,На Фиг. 1 показана схема устрбйства; на Фиг. 2 - сечение лазерногопучка.Устройство состоит из последовательно установленных источника опорного светового потока (лазера) 1,Формирователя 2 пучка в виде телескопической системою, оптического мостика, состоящего из светоделительного элемента 3, двух отражателей 4, 5,двухлинзовой афокальной системы 6 иполупрозрачного элемента 7. На контролируемом объекте расположен ана"в "вйдепалетки для- визуальных измерений, либо в виде фотоэлектрическогоанализатора,Устройство работает следующим обраэом,Излучение опорного светового потока (лазера) 1 коллимируется Формирователем 2 пучка (телескопическойсистемой) и поступает на оптическиймостик. Часть световой энергии пучкасветоделительным элементом 3 и стража телем 4 направляется в двухлинзовуюафокальную систеМу 6, где -происходит"его оборачивание. Послепрохожденил.второго отражателя 5 на светоделительном элементе 7 преобразованная часть 15ЪУЧЙа"сбвмещаетсМ"с"обновййм-потокомдо "совпадения их геометрических цент ров и направляется на анализатор 8поперечных смещенийПри хорошо отъюстированной систе Оме лазер-телескопическая система иодномодовом излучении изображениесветового пучка в плоскости анализатора будет иметь форму круга,Несовпадение энергетического мак-"симума в сечении пучка с егогеометрическим"центром, что характернодлялазерного излучения, приведет к тому,что в сечении преобразованного пучка- в плоскости анализатора поперечныхсме-"щений теперь будет два энергетических максимума, расположенных симметрично относитейьйб геометРическогоцентра сечения пучка (Фиг. 2 а, 26),"оотфаваясь"симметричными по-отношениюк общему гометрическому центру. 35Иэмейение положения самого пучка,вследствие пространственной нестабильности излучения лазера или разъюсти ровКй сйстеьы лазер-телескопическаясистема, приведет к раздвоению пуч- . 40ка в плоскости анализатора (Фиг. 2 в),"бднако центр симметрии полученного изображения будет неподвижен относительно йервоначального положения.Принимая за начало отсчета центр симметрии полученного изображения пучка, обеспечивается значительное повышение точности измерений и исключается ряд поправок необходимых при работе на существующих устройствах.Предлагаемое устройство повышает точность измерений за счет исключения влияния несовпадения энергетического центра пучка с геометрическим, нестабильности положения энергетического центра в сечении пучка, нестабильности положения самого пучка, из-за нестабильности лазера и разъюстировки системы лазер-телескопическая система и позволяет работать в двух режимах: визуальном и автоматическом, в зависимости от применяемого анализатора смещений.формула изобретенияУстройство для измерения поперечных смещений, содержащее последовательно расположенные источник опорного светового потока, формирователь светового пучка в виде телескопической системз и анализатор смещений, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, после формирователя пучка введен опти(ческий мостик, состоящий из последовательно расположенных светоделительного элемента, отражателя, двухлинзовой афокальной система, отражателя и полупрозрачного элемента.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1 Грузинов В.В. и др. Лазерные геодезические приборы в строительстве, М., 1977 (прототип).781567Фиг.УСоставитель Н.ХристичРедактор М.Ликович Техред Е.Гаврылешко Корректор М. ПожоЗаказ 8110/40 Тирак. 801 . Подписное ВНИИПИ Гооударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Рауюская наб д. 4/5 филиал ППП Патентф, г. Ужгород, ул. Проекная, 4