Како раде ласерски мерачи
Без грађевинских и пратећих инжењерских истраживања нису потпуни инжењерско-геодетски радови. Овде се ласерски мерни уређаји показују посебно корисним, омогућавајући вам да ефикасније решавате релевантне проблеме. Процеси који се традиционално спроводе коришћењем класичних нивелиса, теодолита, линеарних мерних уређаја сада могу показати већу тачност и обично се могу аутоматизовати.
Геодетске методе мерења су се значајно развиле са појавом ласерски геодетски инструменти. Ласерски зрак буквално је видљив, за разлику од циљне осе уређаја, што олакшава планирање током изградње, мерење и праћење резултата. Сноп се на одређени начин оријентише и служи као референтна линија, или се ствара раван у односу на коју се могу вршити додатна мерења помоћу посебних фотоелектричних индикатора или визуелном индикацијом снопа.
Ласерски мерни уређаји се стварају и усавршавају широм света.Масовно произведени ласерски нивелири, теодолити, прикључци за њих, висак, оптички даљиномери, тахеометри, контролни системи за конструкцијске механизме итд.
Тако, компактни ласери смештени су у систем мерног уређаја отпоран на ударце и влагу, док демонстрирају високу поузданост рада и стабилност смера снопа.Уобичајено је ласер у таквом уређају инсталиран паралелно са својом нишанском осом, али у неким случајевима ласер се уграђује у уређај, па се смер осе подешава помоћу додатних оптичких елемената. За усмеравање зрака користи се цев за нишањење.
Да бисте смањили дивергенцију ласерског зрака, а телескопски систем, што смањује угао дивергенције зрака сразмерно његовом повећању.
Телескопски систем такође помаже у формирању фокусираног ласерског зрака стотинама метара даље од инструмента. Ако је увећање телескопског система, рецимо, тридесет пута, онда ће се добити ласерски зрак пречника 5 цм на удаљености од 500 м.
Ако се уради визуелна индикација зрака, затим се за очитавања користе екран са мрежом квадрата или концентричних кругова и нивелир. У овом случају, тачност очитавања зависи и од пречника светлосне тачке и од амплитуде осцилације зрака услед променљивог индекса преламања ваздуха.
Тачност очитавања се може повећати постављањем зонских плоча у телескопски систем — провидних плоча са наизменичним (провидним и непрозирним) концентричним прстеновима причвршћеним за њих. Феномен дифракције дели сноп на светле и тамне прстенове. Сада се положај осе снопа може одредити са великом тачношћу.
Када користиш фотоелектрична индикација, користе различите типове фотодетекторских система. Најједноставније је померати фотоћелију дуж вертикално или хоризонтално постављене шине преко светлосне тачке док истовремено снимате излазни сигнал. Грешка у овој методи индикације достиже 2 мм на 100 м.
Напреднији су двоструки фотодетектори, на пример, подељених фотодиода, које аутоматски прате центар светлосног зрака и региструју његову позицију у тренутку када је осветљење оба дела пријемника идентично.Овде грешка на 100 м достиже само 0,5 мм.
Четири фотоћелије фиксирају положај зрака дуж две осе и тада је максимална грешка на 100 м само 0,1 мм. Најсавременији фотодетектори такође могу да прикажу информације у дигиталном облику ради лакше обраде примљених података.
Већина ласерских даљиномера које производи савремена индустрија су пулсни. Удаљеност се одређује на основу времена које је потребно ласерском пулсу да стигне до циља и назад. А пошто је позната брзина електромагнетног таласа у мерном медију, онда је двоструко растојање до циља једнако производу ове брзине и измереног времена.
Извори ласерског зрачења у таквим уређајима за мерење удаљености преко километра су моћни чврсти ласери… Полупроводнички ласери се уграђују у уређаје за мерење удаљености од неколико метара до неколико километара. Домет таквих уређаја достиже 30 километара са грешком у деловима метра.
Прецизније мерење опсега постиже се применом методе мерења фазе, која такође узима у обзир фазну разлику између референтног сигнала и оног који је прешао измерено растојање, узимајући у обзир фреквенцију модулације носиоца. То су тзв фазни ласерски даљиномерирадећи на фреквенцијама реда 750 МХз где галијум-арсенид ласер.
Ласерски нивои високе прецизности се користе, на пример, у пројектовању писта. Они стварају светлосну раван ротацијом ласерског зрака. Раван је фокусирана хоризонтално због две међусобно управне равни. Осетљиви елемент се креће дуж штапа, а очитавање се врши на половини збира граница области у којој пријемни уређај генерише звучни сигнал. Радни опсег таквих нивоа достиже 1000 м са грешком до 5 мм.
У ласерским теодолитима, оса ласерског зрака ствара видљиву осу посматрања. Може бити усмерен директно дуж оптичке осе телескопа уређаја или паралелно са њом. Неки ласерски прикључци вам омогућавају да користите сам теодолитски телескоп као колимирајућу јединицу (за креирање паралелних снопова — оса нишана ласера и цеви) и рачунате у односу на сопствени уређај за читање теодолита.
Једна од првих млазница произведених за теодолит ОТ-02 била је млазница ЛНОТ-02 са хелијум-неонским гасним ласером са излазном снагом од 2 мВ и углом дивергенције од око 12 лучних минута.
Ласер са оптичким системом фиксиран је паралелно са теодолитским телескопом тако да је растојање између осе снопа и осе циљања теодолита било 10 цм.
Центар линије теодолита мреже је поравнат са центром светлосног зрака на потребном растојању.На циљу колимационог система налазило се цилиндрично сочиво које је ширило сноп и сектор са углом отварања до 40 лучних минута за истовремени рад на тачкама које се налазе на различитим висинама у оквиру расположивог распореда уређаја.
Такође видети: Како раде и раде ласерски термометри