ФОТОЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО Советский патент 1973 года по МПК G01C5/00 G01N21/41 

1

Изобретение относится к фотоэлектрическим измерительным устройствам и может быть использовано при геодезических измерениях.

Известны фотоэлектрические измерительные устройства типа рефрактометра, содержащие расположенные на противоположных концах исследуемой линии излучатель, создающий узкий параллельный пучок световых лучей, например лазер, и установленный с возможностью поворота вокруг оси светового пучка отражатель, направляющий световой поток на детектор, реагирующий на изменение угла падения пучка и управляющий поворотами отражателя.

Подобные устройства не могут обеспечить необходимой точности измерении при определении влияния рефракции во время геодезических работ на местности прежде всего потому, что затруднено задание начального положения линии относимости, т. е. самого светового луча.

В предлагаемом устройстве детектор расположен коаксиально световому пучку на том же конце линии, что и излучатель, тем самым исходное положение как бы приведено к излучателю, занимающему неизменное положение.

Детектор может быть образован несколькими фотоэлектрическими элементами, размещенными равномерно и симметрично вокруг излучателя.

Такое выполнение устройства позволяет повысить точность измерений при определении влияния рефракции на геодезические измерения.

На фиг. I показана принципиальная схема описываемого устройства; на фиг. 2 - целесообразная схема выполнения детектора и узла поворота отражателя.

Расположенный на поверхности / оптический передатчик 2 задает линию относимости - оптическую ось О-О. Передатчик 2 расположен поворотно вокруг оси X-X, лежащей в плоскости чертежа и направленной перпендикулярно поверхности /. У выходного зрачка передатчика 2 предусмотрен детектор 3 светового потока. Вследствие влияния рефракции линия относимости искривляется и меет вид кривой 4, которая в точке Р поверхности }, находящейся на расстоянии 5 от передатчика 2, лежит на высоте /г над осью О-О. В точке Р поверхности / находится стойка 5 с вилкой 6 поворотной вокруг оси У-У, параллельной относительной оси X-X. В вилке 6 укреплено плоское зеркало 7, поворотное вокруг оси Z-Z, перпендикулярной плоскости чертежа. Угол поворота плоского зеркала 7 равен а, если луч отражается в передатчик 2.

Тлк расстоя111 е S зпачптслык) меньше рал11 -са искривления KpjiBofi 4, то

h .

Поворот илоекого зеркала 7 можно осуществить и измерить е помощью известного микрометрического винта (на чертеже не показан).

В плоскости выходного окна 8, через которое выходят нз передатчика параллельные световые лучи 9, расположены четыре )толковые призмы 10-13 непосредственно рядом с ним п симметрично относительно пучка 9 световых лучей. Еслп зеркало 7 перпендикулярно по отпошепию к падающему пучку 9, то он отражается от зеркала 7 на уголковые призмы 10-13 и виовь на зеркало 7, так что находящийся ) зеркала наблюдатель видит равномерно освещенные уголковые линзы. ,.-,ц,ао,скости 14 окна 8 могут быть установлеиыу.Еакже четыре фотоэлектрических приемиика 15-18, находящиеся между уголковыми призмами, которые используются для визуального контроля. Два диаметрально расположенных фотоэлектрических приемника 15, 17 или 16, 18 включены электрически встречно и через электрические нроводннки 19, 21 или 20, 22 соединены с электрическим исполнительным механизмом 23 или 24.

Зеркало 7 расположено поворотно в вилке 6 относнтельно и с помощью этой вилки может поворачиваться вокруг оси и смещаться параллельно относительно оси в опоре 25. Для поворота зеркала 7 вокруг оси Zi-Zi служит электродвигатель 26, соединенный через кабель 27 с электрическим ириемннком 28. Электродвигатель 29, приводящий во вращение вилку 6 вокруг вертикальной оси , соединен через кабель 30 с электрпческим ириеминком 31. Каждый из измерительиых приборов 32 или 33 соед1П1ен с электрическим ириемннком 28 и 31.

Из-за влияння рефракпнн пучок света нскривляется, поэтому он не точно под прямым углом попадает на зеркало 7 и ие точно отражается от него. Поэтому хотя бы одип фотоэлектрический приемннк, например приемник /5, принимает больще света от пучка, чем другне. В цепи из встречно включенных приемников 15, 17 возникает ток, который от механизма 24 передается прнемнику 31. Далее приемннк 31 включает электродвигатель 29, который поворачивает зеркало 7 вокруг оси Zj-Zj. Разворот прекращается, если оба диа.метрально расположенных фотоэлектрнческих приемника иолучают одинаковое количество света, при этОлМ показания считываются с прибора 32. Тем же самым способом, если необходимо, осуществляется поворот зеркала 7 вокруг оси .

В качестве отражателя можно использовать не только зеркало, но и прямоугольную призму. Механизмы поворота вокруг двух взаимно перпендикулярных осей могут быть различны.

П р е д м ет и з обретения

1.Фотоэлектрическое измерительное устройство, содержащее расположенные на противоположных концах измеряемой линии излучатель, создающий узк1п 1 параллельный пучок световых лучей, например лазер, и установлеиный с возможностью поворота вокруг оси светового пучка отражатель, паправляющий световой поток на детектор, реагирующий на изменение }тла падення пучка и управляющий поворотами отражателя, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измереиий при определении влияния рефракции на геодезические измерения, детектор расположен коаксиально световому пучку на то.м же конце измеряемой линии, что и излучатель.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что детектор образован несколькими фотоэлектрическими элементами, размещенными равномерно н симметричио вокруг излучателя.

15

f4

29

Фиг. 2