Устройство для задания вертикального направления Советский патент 1990 года по МПК G01C15/10 

t

сл

со ф ел

со

00

Изобретение относится к геодезическому приборостроению, в частности к устройствам для задания вертикального направления с помощью светового луча, и может быть использовано при проведении геодезических работ в шахтах, туннелях, монтаже технологического оборудования, а также как средство привязки геодезических приборов к местной вертикали. Целью изобретения является повышение точности за счет уменьшения влияния внешних возмущающих воздействий. Устройство содержит последовательно расположенные на оптической оси источник 1 излучения, коллимирующую систему 2, объектив 6, экран 7, два афокальных мениска 4 и 4¹, которые расположены на оптической оси, при этом центры кривизны их вогнутых поверхностей совмещены друг с другом, а также два дифракционных элемента, выполненных в виде шариков 5 и 5¹, каждый из которых размещен на вогнутой поверхности соответствующего афокального мениска. 3 ил.

W

dfcaf

возмущающих воздействий. Устройство содержит последовательно расположенные на оптической оси источник 1 излучения, коллимирующую систему 2, объектив 6, экран 7, два афокальных мениска 4 и 4, которые расположены на оптической оси, при этом центры

Изобретение относится к геодезическому приборостроению, в частности к устройствам для задания вертикального направления с помощью светового луча$ и может быть использовано при проведений геодезических работ в шахтах, туннелях, монтаже технологического оборудования, а также как средство привязки геодезических приборов к местной вертикали. I

Целью изобретения является повышение точности за счет уменьшения влияния внешних возмущающих воздействий На фиг. 1 приведена схема устройства для задания вертикального направления j на фиг. 2 - вид А на фиг. 1; на фиг. 3 - вид Б на фиг.1.

Устройство содержит источник света 1 (например, лазер), коллимирующую систему 2, тубус 3,- два афокаль febix мениска 4 и 4 , закрепленные последовательно и соосно в тубусе 3, причем центры кривизны вогнутых поверхностей менисков совмещены в т.О, два шарика 5 и 5, свободно размещенные на вогнутых поверхностях соответствующих афокальных менисков 4 и 4, анализатор, который состоит из объектива 6 и экрана 7 (в качестве экрана может быть использован коор- динатно-чувствителъный фотоприемник) и расположен вдоль контролируемого вертикального створа на расстоянии не менее чем переднее фокусное расстояние объектива 6 от последней преломляющей поверхности мениска 4.

Афокальные мениски выполняются из оптического стекла, радиусы кривизны менисков 4 и 4 рассчитываются по известной формуле телескопической линзы

г,

- 0,4 d,4

П-1

с учетом того, что центры кривизны вогнутых поверхностей менисков 4

кривизны их вогнутых поверхностей совмещены друг с другом, а также два дифракционных элемента, выполненных

5 в виде шариков 5 и 5 , каждый из кото рых размещен на вогнутой поверхности соответствующего афокального мениска . 3 ил.

и 4 совмещены, т.е. г5 г + 1(

5

0

5

где г, , rs Г1 Г4 радиусы кривизны вогнутых поверхностей менисков 4 и 4 ;

радиусы кривизны выпуклых поверхностей менис- 4 и 4 :

ков

Г) d 1,2 1 показатель преломления стекла;

толщина менисков вдоль оптической оси; расстояние между вогнутыми поверхностями менисков.

0

5

0

5

0

5

Герметичность конструкции оптического отвеса позволяет применять в качестве шариков 5 и 5 две капельки ртути или непрозрачной несмачивающей оптическую поверхность менисков жидкости.

Для точного задания вертикального створа при работе устройства используется теневая или дифракционная картина от двух шариков 5 и 5 , свободно перекатывающихся по вогнутым сферическим поверхностям менисков 4 и 4f при наклоне тубуса 3 (закрепленного на контролируемом объекте) относительно местной вертикали. Шарики 5 и 5 самоустанавливаются в низших точках вогнутых сферических поверхностей менисков 4 и 4 и материализуют сббой две точки, задающие в пространстве прямую вертикальную линию.

Теневые или дифракционные картины от шариков 5 и 5( точно совпадают в плоскости регистратора 7 только в том случае, когда направление распространения светового пучка совпадает с вертикальной линией, заданной шариками 5 и 5. В любом другом случае (т.е. при наличии угла рассогласования между направлениями распро странения света и вертикалью) в плоскости экрана 7 наблюдаются две дифВидА

Фив2

Вид б

Фиг.З