Устройство для определения величины нивелирной рефракции в подземных горных выработках

 

УСТГОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕЛИЧИНЫ НИВЕЛИРНОЙ РЕФРАКЦИИ В ПОДЗЕМНЫХ ГОРНЫХ ВЫРАБОТКАХ, содержащее нивелир и Установленную на заданном расстоянии от нивелира марку, отличающееся тем, что, с целью обеспечения оперативности измерений, оно снабжено микрометром с плоскопараллельной пластиной, установленной перед объективом зрительной трубы нивелира в пределах половины светового отверстия объектива, а марка выполнена в виде палетки с нанесенными на ней парными группами клиновидного и прямого штрихов, причем прямой штрих нанесен параллельно (Л оси симметрии клиновидного штриха.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

4(5(1 G О1 С 5/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЫТБУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИтЕТ CCCP !

10 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3512845/24-10 (22) 15. 11. 82 (4б) 15.05.85. Бюл. У 18 (72 ) Ю.И. Беспалов (71) Ленинградский ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции и орде. на Трудового Красного Знамени горный институт им. Г.В. Плеханова (53) 528.541(088.8) (56) 1. Патент ГДР В 142384, кл. С 01 С S/00, 1980.

2. Зельтман Г., Якоб Г. К вопросу о контроле постоянства направления лазерного луча и влиянии рефракции. — Vermessungstechnik, 1975, 23, У 8, с. 290-292 (прототип) .

ÄÄSUÄÄ 1155851 А (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕЛИЧИНЫ HHSFJIHPHOA РКФРАКЦИИ

В ПОДЗЕМНЫХ ГОРНЫХ ВЫРАБОТКАХ, со-. держащее нивелир и установленную на заданном расстоянии от нивелира марку, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью обеспечения оперативности измерений, оно снабжено микрометром с плоскопараллельной пластиной, установленной перед объективом зрительной трубы нивелира в пределах половины светового отверстия объектива, а марка выполнена в виде палетки с нанесенными на ней парными группами клиновидного и прямого штрихов, причем прямой штрих нанесен параллельно оси симметрии клиновидного штриха.

11558.51

Изобретение относится к определению атмосферной рефракции при визировании геодезическим прибором и может быть использовано при производстве маркшейдерских съемок в 5 подземных и наземных горных выработках.

Известно устройство для определения рефракции воздуха, содержащее источник звука, расположенный >6 на одном конце линии, и два приемника звука, расположенные на другом конце линии и разнесенные по высоте (если определяют вертикальную рефракцию) или по азимуту И (если определяют-горизонтальную рефракцию) . Рефракцию оценивают по разности промежутков времени, затрачиваемых звуковыми колебаниями на прохождение расстояния от 26 источника звука до двух приемников (1) .

Недостатком устройства является необходимость применения специальной электронной аппаратуры, что 2S затрудняет его использовачие при маркшейдерских съемках в подземных горных выработках.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигае- ЗО мому результату является устройство для определения величины нивелирной рефракции при производстве наблюдений геодезическим прибором путем измерения отклонения луча, отраженного от зеркальной марки, установленной на заданном расстоянии от прибора )2j .

Недостатком известного устройства является необходимость длительных наблюдений, поскольку известное устройство не дает представления о величине рефракции в данный момент времени. Это затрудняет использование устройства при производстве маркшейдерских съемок в подземных горных выработках.

Целью изобретения является ускорение процесса определения величины нивелирной рефракции в подземных у горных выработках.

Для достижения поставленной цели устройство для определения величины нивелирной рефракции в подземных торных выработках, содержащее ниве- SS лир и марку, установленную на заданном расстоянии от нивелира, снабжено микрометром с плоскопараллельндф пластиной, установленной перед объективом зрительной трубы нивелира в пределах половины светового отверстия объектива, а марка выполнена в виде палетки с нанесенными на ней парными группами клиновидного и прямого штрихов, причем прямой штрих нанесен параллельно оси симметрии клиновидного штриха.

На фиг. 1 схематически изображено устройство для определения атмосферной рефракции, на фиг. 2 — деления палетки, используемой при наблюдениях за рефракцией, на фиг. 3 совмещенное положение соседних штрихов палетки, видимое в поле зрения окуляра геодезического прибора, на фиг. 4 — график зависимости величины измеренного интервала палеткн от градиента температуры воздуха," на фиг. 5 — график суточного хода вертикальной рефракции по реэульта— там полевых испытаний.

Устройство основано на использовании явления дивергенции (схождения) световых лучей в тепловом поле атмосферы. Как показывают эксперименты, внутри пучка лучей, ограниченных полем зрения трубы геодезического прибора, также происходят изменения под действием атмосферной рефракции. Эти изменения вызываются неоднородностью показателя преломления воздушной среды внутри пучка и приводят к дивергенции световых лучей. 0 наличии дивергенции световых лучей можно судить по наблюдениям с помощью геодезического прибора за изменением величины интервала палетки, установленной в точке визирования. Поскольку существует определенная связь между искривлением траектории световых лучей и их дивергенцией внутри пучка, то, измеряя величину интервала палетки, укрепленной в точке визирования, при помощи микрометра с плоскопараллельной пластиной, перекрывающей половину светового отверстия обьектива зрительной трубы геодезического прибора, можно определить и атмосферную рефракцию °

Перед обьективом зрительной трубы нивелира 1 устанавливают плоскопараллельную пластину 2 микрометра 3, перекрывающую правую половину входного отверстия объектива 4.

1155851

Отсчитывание производится по барабану микрометра 5, градуированного в единицах рефракции. Визирование осуществляется на палетку 6, установленную в точке визирования. 5

На фиг. 2 показана палетка, представляющая собой сочетание штрихов 7 клиновидной формы и прямых штрихов 8, расположенных параллельно оси симметрии клиновидных штри- 10 хов, причем клиновидные штрихи могут быть ориентированы вершиной клина вправо и влево. Изображение в .зрительной трубе нивелира установки (фиг. 1) формируется двумя 15 пучками световых лучей. Один пучок лучей проходит через левую свободную половину объектива и формирует в поле зрения окуляра неподвижное изображение штрихов палетки. Вто- щ рой пучок лучей, проходящий через плоскопараллельную пластину 2 микрометра 3 в правой половине объектива, создает в поле зрения окуляра второе изображение штрихов па- 25 летки, перемещающееся относительно неподвижных штрихов при наклоне пластины микрометра. Вращением барабана 5 микрометра 3 можно добиться такого положения штрихов двух изображений палетки, при котором прямой штрих 8 одного изображения совпадает с осью симметрии клиновидного штриха 7 второго изображения (фиг. 3). Взаимно совмещенное положение соседних штрихов

35 фиксируется отсчетом по шкале барабана 5 микрометра 3.

Указанный отсчет для выбранной. величины интервапа палетки при отсутствии дивергенции световых лучей, вызванной рефракцией воздуха, является номинальным и соответствует безрефракциоиному, т.е. неотклоненному положению визирного луча.

При наличии атмосферной рефракции вдоль дистанции визирования измерение величины интервала палетки, расположенной в точке визирования, путем фиксации отсчета, соответствующего совмещенному положению соседних штрихов, дает иное значение, отличное от номинального. Таким образом. измерение интервала палетки с помощью микрометра, выполненное указанным способом, дает представление о величине рефракции вдоль дистанции.

График зависимости величины измеренного интервала палетки от градиента температуры, составленный по результатам лабораторных испытаний, приведен на фиг. 4. Лабораторные испытания подтверждают наличие зависимости между изменением температуры воздуха и дивергенцией световых лучей.

Для изучения чувствительности определения рефракции проводят полевые испытания, при которых в течение четырех дней наблюдают суточный ход вертикальной рефракции. При наблюдениях за дивергенцией лучей измеряют величину вертикального интервала между делениями палетки. Од" новременно проводят наблюдения за рефракцией известным способом с помощью нивелира путем взятия отсчетов по шкале рейки. График суточного хода рефракции приведен на фиг. 5. Верхняя кривая изображает изменение величины интервала палетки, ниже приведены график суточного хода вертикальной рефракции по наблюдениям в нивелир и график изменения температуры воздуха. Прн этом кривая, характеризующая изменение дивергеиции лучей, подобна кривой суточного хода рефракции, определенной по наблюдениям в нивелир. Используя графики, подобные приведенным на фиг. 5, можно проградуировать барабан микрометра в угловых секундах рефракции с тем, чтобы по измеренной дивергенции лучей получить величину рефракции.

Преимуществом предлагаемого устройства является возможность определения рефракции непосредственно в момент измерений теми же цриборами, которыми ведутся съемки, что особенно выгодно при маркшейдерских работах в подземных горных выработках. Кроме того, предлагаемое устройство позволяет определять дивергенцию световых лучей в пределах поля зрения трубы геодезического прибора, что также способствует повышению точности маркшейдерских съемок.

1155851

1l55851

Уюbap. 70

Дел.бар

10

Составитель В. Агапова

Редактор И, Рыбчекко Техред Т.Маточка Корректор А. Зимокосов

Закаэ 3125/35 Тираж 651

ВНИИПИ Государственно ro . комитета "СССР но делам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4