レーザーメーターの仕組み

建設および関連するエンジニアリング調査は、これなしでは完了しません。 エンジニアリング測地工事。 このような場合にレーザー測定装置が特に役立ち、関連する問題をより効果的に解決できるようになります。従来、古典的な水準器、セオドライト、線形測定装置を使用して実行されていたプロセスは、現在ではより高い精度を示すことができ、通常は自動化することができます。

測地測定法は、 レーザー測量器. レーザービーム デバイスのターゲット軸とは異なり、文字通り目に見えるため、構築中の計画、測定、結果の監視が容易になります。ビームは特定の方向に向けられ、基準線として機能するか、平面が作成されます。これに関連して、特別な光電インジケータを使用するかビームの視覚的表示によって追加の測定を行うことができます。

レーザー測定装置は世界中で開発され、改良されています。量産型レーザーレベル、セオドライト、そのアタッチメント、下げ振り、光学距離計、タキオメーター、建設機械用制御システムなど。

それで、 コンパクトレーザー 測定装置の耐衝撃・防湿システム内に設置され、高い動作信頼性とビーム方向の安定性を実証 通常、このような装置内のレーザーは照準軸と平行に設置されますが、場合によってはレーザーが照準軸と平行に設置される場合もあります。レーザーはデバイスに取り付けられているため、追加の光学要素を使用して軸の方向が設定されます。照準管はビームを方向付けるために使用されます。

レーザービームの発散を減らすには、 伸縮システム、ビームの発散角はその増加に比例して減少します。

伸縮システムは、機器から数百メートル離れた場所に集束レーザービームを形成するのにも役立ちます。望遠鏡システムの倍率が例えば 30 倍であれば、500 m の距離で直径 5 cm のレーザービームが得られます。

完了したら ビームの視覚的表示次に、正方形または同心円のグリッドを備えたスクリーンと水準器が測定に使用されます。この場合、読み取り精度は光スポットの直径と、空気の屈折率の変化によるビーム振動の振幅の両方に依存します。

読み取り精度は、ゾーン プレートを伸縮システムに配置することで向上できます。ゾーン プレートには、透明なプレートに交互 (透明と不透明) の同心リングが取り付けられています。回折現象により、ビームが明るいリングと暗いリングに分割されます。これで、ビームの軸の位置を高精度で決定できるようになりました。

使用するとき 光電表示、さまざまなタイプの光検出器システムを使用します。最も単純なことは、垂直または水平に取り付けられたレールに沿って光電池を光点上で移動させながら、同時に出力信号を記録することです。この表示方法の誤差は100mあたり2mmに達します。

より先進的なのは、たとえば分割フォトダイオードの二重光検出器で、光ビームの中心を自動的に追跡し、受信機の両方の部分の照度が同一になった瞬間の位置を記録します。この場合、100 m での誤差はわずかに達します。 0.5mm。

4 つのフォトセルが 2 つの軸に沿ってビームの位置を固定するため、100 m での最大誤差はわずか 0.1 mm です。最新の光検出器は、受信データの処理に便利なように、情報をデジタル形式で表示することもできます。

現代の産業で製造されているほとんどのレーザー距離計はパルス式です。 距離は、レーザー パルスがターゲットに到達して戻ってくるまでにかかる時間に基づいて決定されます。そして、測定媒体中の電磁波の速度は既知であるため、ターゲットまでの距離の 2 倍は、この速度と測定時間の積に等しくなります。

1キロメートル以上の距離を測定するためのこのような装置のレーザー放射源は強力です 固体レーザー… 半導体レーザーは、数メートルから数キロメートルまでの距離を測定する装置に組み込まれています。このようなデバイスの範囲は、誤差が 1 メートルの何分の 1 以内で 30 キロメートルに達します。

より正確な距離測定は、位相測定方法を使用することによって実現されます。この方法では、搬送波の変調周波数を考慮して、基準信号と測定距離を移動した信号との間の位相差も考慮されます。これらはいわゆる 位相レーザー距離計750 MHz 程度の周波数で動作します。 ガリウムヒ素レーザー.

高精度のレーザーレベルは、滑走路の設計などに使用されます。レーザービームを回転させることで光の平面を作成します。 2 つの相互に直交する平面により、平面は水平方向に焦点を合わせます。感知要素は五線に沿って移動し、受信装置が音声信号を生成する領域の境界の合計の半分で読み取りが実行されます。このようなレベルの動作範囲は、最大 5 mm の誤差で 1000 m に達します。

レーザー セオドライトでは、レーザー ビームの軸が可視の観察軸を作成します。デバイスの望遠鏡の光軸に沿って直接、またはそれに平行に向けることができます。一部のレーザーアタッチメントを使用すると、セオドライト望遠鏡自体をコリメートユニットとして使用し（平行ビーム、つまりレーザーと管の視軸を作成するため）、セオドライト自体の読み取り装置に対してカウントすることができます。

OT-02 セオドライト用に製造された最初のノズルの 1 つは、出力 2 mW、発散角約 12 分角のヘリウム ネオン ガス レーザーを備えた LNOT-02 ノズルでした。

光学系を備えたレーザーは、ビーム軸とセオドライト照準軸の間の距離が 10 cm になるように、セオドライト望遠鏡と平行に固定されました。

セオドライトのグリッド ラインの中心は、必要な距離で光ビームの中心と位置合わせされます。コリメートシステムの対物レンズには、ビームを拡大する円筒レンズと、装置の利用可能な配置内の異なる高さにある点での同時作業のため、最大 40 分角の開口角を持つセクターがありました。

以下も参照してください。 レーザー温度計の仕組みと仕組み