Устройство для контроля плоскостности и горизонтальности элементов объектов

 

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля плоскостности и горизонтальности объектов в строительном производстве и машиностроении. Сущность: устройство содержит корпус, в котором последовательно установлены лазерный излучатель, оптическая система формирования лазерного пучка лучей, усеченный конус с боковой зеркальной поверхностью, вертикальная ось которого совмещена с осью лазерного пучка, при этом усеченный конус установлен в корпусе основанием по направлению к источнику лазерного излучения. Также в корпусе с возможностью радиального и поступательного перемещения относительно вертикальной оси усеченного конуса установлена прямоугольная призма, обращенная отражающими поверхностями к нему, при этом одна из отражающих поверхностей расположена над вертикальной осью усеченного конуса, вторая расположена над боковой зеркальной поверхностью. Технический результат: расширение диапазона работы устройства и повышение точности измерений. 2 ил.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для контроля плоскостности и горизонтальности объектов в строительном производстве и машиностроении.

Известно техническое решение (Х.К. Ямбаев. Специальные приборы для инженерно-геодезических работ. М., Недра, 1990, с. 216-218, рис. 98), содержащее корпус, в котором последовательно установлены лазерный излучатель, оптическая система формирования лазерного пучка лучей, элемент развертки лазерного пучка лучей в плоскость.

Данное техническое решение может быть использовано для контроля плоскостности и горизонтальности объектов, однако его недостатком является снижение точности измерений с увеличением расстояния от устройства сканирования до приемника излучения, поскольку увеличение диаметра проекции пятна лазерного излучения ухудшает возможность однозначной регистрации его энергетического центра.

Наиболее близким к заявляемому является техническое решение (Патент США 4679937, G 01 В 11/26, 1987 г.), содержащее корпус, в котором последовательно установлены лазерный излучатель, оптическая система формирования лазерного пучка лучей, усеченный конус с боковой зеркальной поверхностью, вертикальная ось которого совмещена с осью лазерного пучка.

Недостатком данной системы является малый диапазон работы, так как интенсивность излучения обратно пропорциональна квадрату расстояния от устройства формирования плоскости до регистратора. Резкое падение интенсивности излучения приводит к тому, что на не большом расстоянии интенсивность излучения ниже, чем пороговая чувствительность приемника излучения.

Сущность изобретения заключается в том, что в устройстве для контроля плоскостности и горизонтальности элементов объектов, содержащим корпус, в котором последовательно установлены лазерный излучатель, оптическая система формирования лазерного пучка лучей, усеченный конус с боковой зеркальной поверхностью, вертикальная ось которого совмещена с осью лазерного пучка, усеченный конус установлен в корпусе основанием по направлению к источнику лазерного излучения, также в корпусе с возможностью радиального и поступательного перемещения относительно вертикальной оси усеченного конуса установлена прямоугольная призма, обращенная отражающими поверхностями к нему, при этом одна из отражающих поверхностей расположена над вертикальной осью усеченного конуса, вторая расположена над боковой зеркальной поверхностью.

Такое устройство позволяет сканированием формировать опорную лазерную плоскость пучком лучей, сформированных в сектор. Это обеспечивает, во первых, формирование лазерного пучка на заданном расстоянии от источника в штрих необходимой длины, позволяющий передать в плоскость регистратора максимально возможное количество лучистой энергии, во вторых, при сканировании пребывать в плоскости анализа такой промежуток времени, который превосходит минимально допустимый временной интервал срабатывания регистратора.

Таким образом, расширяется диапазон работы устройства при контроле плоскостности и горизонтальности и повышается точность измерений.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 приведена общая схема устройства, на фиг.2 - вид сверху на усеченный конус.

Устройство для контроля плоскостности и горизонтальности элементов объектов содержит корпус 1, в котором последовательно установлены лазерный излучатель 2, оптическая система 3, предназначенная для формирования лазерного пучка лучей 4, усеченный конус 5 с боковой зеркальной поверхностью 6, вертикальная ось которого совмещена с осью лазерного пучка 4, при этом усеченный конус 5 установлен в корпусе 1 основанием по направлению к источнику лазерного излучения 2, также в корпусе 1 с возможностью радиального и поступательного перемещения относительно вертикальной оси усеченного конуса 5 установлена прямоугольная призма 7, обращенная отражающими поверхностями 8, 9 к нему, при этом одна из отражающих поверхностей 8 расположена над вертикальной осью усеченного конуса 5, вторая 9 расположена над боковой зеркальной поверхностью 6.

Устройство работает следующим образом. В зоне контроля устанавливается и приводится в рабочее положение заявляемое устройство. После включения излучатель 2 формирует направленное лазерное излучение 4, которое преобразуется оптической системой 3 в пучок с заданными параметрами распределения волнового фронта. При этом ось лазерного пучка 4 совмещена с осью усеченного конуса 5. Сформированный пучок по ходу распространения попадает в прямоугольную призму 7, последовательно отразившись от ее отражающих поверхностей 8, 9 попадает на боковую зеркальную поверхность 6 усеченного конуса 5. При радиальном перемещении прямоугольной призмы 6 относительно оси усеченного конуса 5 пучок лазерных лучей последовательно по ходу вращения попадает на определенное сечение боковой зеркальной поверхности 6 данного усеченного конуса 5. Отразившись от зеркальной поверхности 6, пучок лазерных лучей преобразуется в сектор и распространяется в зону регистрации. Центральный угол сектора будет зависеть от радиуса рабочего сечения усеченного конуса 5 и от диаметра падающего на боковую зеркальную поверхность 6 сформированного лазерного пучка 4. Поступательным перемещением прямоугольной призмы 7 изменяют расстояние между входным и выходным пучками лучей, тем самым изменяют положение луча падения на боковой зеркальной поверхности 6 усеченного конуса 5. То есть, изменяют радиус рабочего сечения усеченного конуса 5 и, как следствие этого, центральный угол сектора пучка лазерных лучей.

Таким образом, в зависимости от необходимого максимального контролируемого расстояния можно сформировать лазерный пучок в сканирующий сектор с заданным центральным углом, что обеспечивает, во первых, формирование лазерного пучка на заданном расстоянии от источника в штрих необходимой длины, позволяющий передать в плоскость регистратора максимально возможное количество лучистой энергии, во вторых, при сканировании пребывать в плоскости анализа такой промежуток времени, который превосходит минимально допустимый временной интервал срабатывания регистратора.

Формула изобретения

Устройство для контроля плоскостности и горизонтальности элементов объектов, содержащее корпус, в котором последовательно установлены лазерный излучатель, оптическая система формирования лазерного пучка лучей, усеченный конус с боковой зеркальной поверхностью, вертикальная ось которого совмещена с осью лазерного пучка, отличающееся тем, что усеченный конус установлен в корпусе основанием по направлению к источнику лазерного излучения, также в корпусе с возможностью радиального и поступательного перемещения относительно вертикальной оси усеченного конуса установлена прямоугольная призма, обращенная отражающими поверхностями к нему, при этом одна из отражающих поверхностей расположена над вертикальной осью усеченного конуса, вторая расположена над боковой зеркальной поверхностью.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2