Paano gumagana ang mga metro ng laser

Hindi kumpleto ang construction at mga kaugnay na engineering survey kung wala ito engineering-geodesic na mga gawa. Dito napatunayang partikular na kapaki-pakinabang ang mga aparatong pagsukat ng laser, na nagbibigay-daan sa iyong mas epektibong malutas ang mga nauugnay na problema. Ang mga prosesong tradisyonal na isinasagawa gamit ang mga klasikong antas, theodolite, mga linear na aparato sa pagsukat ay maaari na ngayong magpakita ng mas mataas na katumpakan at kadalasang maaaring awtomatiko.

Ang mga pamamaraan ng pagsukat ng geodetic ay nakabuo nang malaki sa pagdating ng mga instrumento sa laser surveying. Laser beam literal itong nakikita, hindi katulad ng target na axis ng device, na nagpapadali sa pagpaplano sa panahon ng pagtatayo, pagsukat at pagsubaybay ng mga resulta. Ang sinag ay nakatuon sa isang tiyak na paraan at nagsisilbing isang linya ng sanggunian, o isang eroplano ay nilikha, na may kaugnayan sa kung saan ang mga karagdagang sukat ay maaaring gawin gamit ang mga espesyal na tagapagpahiwatig ng photoelectric o sa pamamagitan ng visual na indikasyon ng sinag.

Ang mga aparatong pagsukat ng laser ay ginagawa at pinahusay sa buong mundo.Mass-produced laser level, theodolites, attachment para sa kanila, plumb bobs, optical rangefinders, tacheometers, control system para sa construction mechanisms, atbp.

Kaya, mga compact na laser ay inilalagay sa isang shock-proof at moisture-proof system ng aparatong pagsukat, habang nagpapakita ng mataas na pagiging maaasahan ng operasyon at katatagan ng direksyon ng beam. Karaniwan, ang laser sa naturang aparato ay naka-install parallel sa pagpuntirya ng axis nito, ngunit sa ilang mga kaso ang laser ay naka-install sa aparato, kaya ang direksyon ng axis ay nakatakda gamit ang mga karagdagang optical elemento. Ang tubo ng paningin ay ginagamit upang idirekta ang sinag.

Upang mabawasan ang pagkakaiba-iba ng laser beam, a sistemang teleskopiko, na binabawasan ang anggulo ng divergence ng beam sa proporsyon sa pagtaas nito.

Tumutulong din ang teleskopiko na sistema na bumuo ng isang nakatutok na laser beam daan-daang metro ang layo mula sa instrumento. Kung ang pagpapalaki ng sistema ng teleskopiko ay, sabihin nating, tatlumpung beses, pagkatapos ay isang laser beam na may diameter na 5 cm sa layo na 500 m ay makukuha.

Kung tapos na visual na indikasyon ng sinag, pagkatapos ay isang screen na may grid ng mga parisukat o concentric na bilog at isang leveling rod ay ginagamit para sa mga pagbabasa. Sa kasong ito, ang katumpakan ng pagbabasa ay nakasalalay pareho sa diameter ng light spot at sa amplitude ng beam oscillation dahil sa variable index ng repraksyon ng hangin.

Ang katumpakan ng pagbabasa ay maaaring madagdagan sa pamamagitan ng paglalagay ng mga zone plate sa teleskopiko na sistema—mga transparent na plato na may mga alternating (transparent at opaque) na concentric ring na nakakabit sa mga ito. Ang kababalaghan ng diffraction ay naghahati sa sinag sa maliwanag at madilim na mga singsing. Ngayon ang posisyon ng axis ng beam ay maaaring matukoy na may mataas na katumpakan.

Kapag gumagamit indikasyon ng photoelectric, gumamit ng iba't ibang uri ng mga sistema ng photodetector. Ang pinakasimpleng bagay ay ang paglipat ng isang photocell sa kahabaan ng patayo o pahalang na naka-mount na riles sa liwanag na lugar habang sabay na nire-record ang output signal. Ang error sa pamamaraang ito ng indikasyon ay umabot sa 2 mm bawat 100 m.

Ang mas advanced ay ang mga double photodetector, halimbawa, ng split photodiodes, na awtomatikong sinusubaybayan ang gitna ng light beam at irehistro ang posisyon nito sa sandaling ang pag-iilaw ng parehong bahagi ng receiver ay magkapareho. Dito ang error sa 100 m ay umaabot lamang 0.5 mm.

Apat na photocells ang nag-aayos ng posisyon ng beam kasama ang dalawang axes, at pagkatapos ay ang maximum na error sa 100 m ay 0.1 mm lamang. Ang pinakamodernong photodetector ay maaari ding magpakita ng impormasyon sa digital form para sa kaginhawahan sa pagproseso ng natanggap na data.

Karamihan sa mga laser rangefinder na ginawa ng modernong industriya ay pulsed. Ang distansya ay tinutukoy batay sa oras na kinakailangan para sa laser pulse upang maabot ang target at pabalik. At dahil ang bilis ng electromagnetic wave sa medium ng pagsukat ay kilala, pagkatapos ay dalawang beses ang distansya sa target ay katumbas ng produkto ng bilis na ito at ang sinusukat na oras.

Ang mga mapagkukunan ng laser radiation sa naturang mga aparato para sa pagsukat ng mga distansya sa loob ng isang kilometro ay malakas solid state lasers… Ang mga semiconductor laser ay naka-install sa mga device upang sukatin ang mga distansya mula sa ilang metro hanggang ilang kilometro. Ang hanay ng mga naturang device ay umabot sa 30 kilometro na may error sa loob ng mga fraction ng isang metro.

Ang isang mas tumpak na pagsukat ng hanay ay nakakamit sa pamamagitan ng paggamit ng paraan ng pagsukat ng bahagi, na isinasaalang-alang din ang pagkakaiba ng bahagi sa pagitan ng reference signal at ng isa na naglakbay sa sinusukat na distansya, na isinasaalang-alang ang dalas ng modulasyon ng carrier. Ito ang mga tinatawag na mga phase laser rangefindergumagana sa mga frequency ng pagkakasunud-sunod ng 750 MHz kung saan gallium arsenide laser.

Ang mga antas ng high-precision na laser ay ginagamit, halimbawa, sa disenyo ng mga runway. Lumilikha sila ng isang magaan na eroplano sa pamamagitan ng pag-ikot ng laser beam. Ang eroplano ay nakatutok nang pahalang dahil sa dalawang magkaparehong patayo na eroplano. Ang sensitibong elemento ay gumagalaw kasama ang staff, at ang pagbabasa ay isinasagawa sa kalahati ng kabuuan ng mga hangganan ng lugar kung saan ang receiving device ay bumubuo ng sound signal. Ang saklaw ng pagtatrabaho ng naturang mga antas ay umabot sa 1000 m na may error na hanggang 5 mm.

Sa laser theodolites, ang axis ng laser beam ay lumilikha ng nakikitang axis ng pagmamasid. Maaari itong direktang idirekta sa optical axis ng teleskopyo ng device o kahanay nito. Binibigyang-daan ka ng ilang mga attachment ng laser na gamitin ang theodolite telescope mismo bilang isang collimating unit (upang lumikha ng parallel beams—laser at tube sight axis) at magbilang laban sa sariling reading device ng theodolite.

Isa sa mga unang nozzle na ginawa para sa OT-02 theodolite ay ang LNOT-02 nozzle na may helium-neon gas laser na may output power na 2 mW at isang divergence angle na humigit-kumulang 12 arc minutes.

Ang laser na may optical system ay naayos parallel sa theodolite telescope upang ang distansya sa pagitan ng beam axis at theodolite aiming axis ay 10 cm.

Ang gitna ng theodolite grid line ay nakahanay sa gitna ng light beam sa kinakailangang distansya.Sa layunin ng collimating system mayroong isang cylindrical lens na nagpalawak ng beam at isang sektor na may pambungad na anggulo ng hanggang 40 arc minuto para sa sabay-sabay na trabaho sa mga puntong matatagpuan sa iba't ibang taas sa loob ng magagamit na pag-aayos ng device.

Tingnan din: Paano gumagana at gumagana ang mga laser thermometer