Устройство для определения пространственного угла наклона объекта

 

1,,с т; . t. (/»

Союз Советских

Социалыстицесямн

Республик (iij 678288 (6l} Дополнительное к авт. свил-ву (22) Заявлено 28.11.77 (21) 2547718/18-10 с присоединением заявки № (23) Приоритет—

Опубликовано 05.08,79- Бюллетень М 29

Дата опубликования описания. 05.08.79 и (51) М. Кл

G 01 С 9/36

Государственный комитет

СССР

hh делам нзабретеннй и 0TKpblTMN (53) УДК

5 28,541 (088.8) В. В. Шторм, A. Н. Соловьев, Ю. В. Томахин и С. Е. Тулумджан (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПРОСТРАНСТВЕННОГО УГЛА НАКЛОНА ОБЪЕКТА

Изобретение относится к геодезическом приборостроению и, в частности, может быть использовано для измерения углов наклона объектов при специальных геодезических измерениях и микронаклонов грунтов при изучении стабильности основания сооружений.

Известно устройство для определения углов наклона объекта, основанное на использовании

1 действия гравитационных сил, состоящее из корпуса, связанного с исследуемым объектом, чувствительного элемента маятникового типа, источника света и фотоэлектрического элемента (1).

Известны и другие устройства для определения пространственного угла наклона объекта с чувствительным элементом в виде жидкости с фотоэлектрическими преобразователями (2), (3)

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является устройство для определения пространственного угла наклона. объекта, состоящее из установленных в одном корпусе свободно подвешенного вогнутого сферического зеркала, ис2 точника света и не связанного с ким фотоприемника матричного типа, расположенного в фокальной плоскости зеркала (4) .

Недостатком описанного устройства является использование матричного фотоприемника и расз положение его в фокальной плоскости сферического зеркала, так как минимальное расстояние между соседними элементами фотоприемника даже в случае использования световодов будет составлять 0,05 мм, что при габаритах устройтo ства, например, 1 м обеспечит чувствительность 10 угл.сек. Кроме того, раздельное крепление осветителя и фотоприемника будет вносить дополтппельные ошибки за счет неизбежных температурных деформаций корпуса устт 5 ро йства.

Цель изобрегвния — повышение точности измерения наклонов обьекта.

Пель достигается тем, что источник света и фотоприемник жестко связаны между собой, 20 расположены коаксиально и установлены в центре кривизны сферического зеркала, а фотоприемник выполнен в виде разрезного фа то диода.

678288

Фиг 2

Изобретение показано на чертеже.

На фиг. 1 изображен общий вид устройства, на фиг. 2 — вид в плане на истопник света и фотоприемник.

Устройство содержит корпус 1, в котором на карданном лодвесе 2 закреплено вогнутое сферическое зеркало 3. Блок 4, содержащий коакснально расположенные источник света 5 . и разрезной фотоэлемент 6, прикреплен к крышке корпуса таким образом, что при отвесном положении устройства ис1очник света пасположен в центре кривизны сферического зеркала.

Принцип действия устройства основан на физическом явлении, выражающемся в том, что предмет, помещенный в центр кривизны вогнутого сферического зеркала, изображается зеркалом в той же точке с увеличением — 1

Устройство работает следующим образом.

Корпус 1 устанавливают основанием на поверхность объекта, наклон которого необходимо определить. Если поверхность не горизонтальна, то корпус устройства будет наклонен, а карданный подвес 2 развернется так, что ось .зеркала 3 останется в отвесном положении, а источник 5 света, жестко соединенный с корпусом 1, сместится с центра кривизны зеркала 3. В этом случае сферическое зеркало построит изображение источника 5 с увеличением (-1) симметрично реальному источнику относительно центра кривизны зеркала.

Величину Ь смещения изображения источниKR 5 света измеряют разрезным фотоэлементами б.

При радиусе R кривизны зеркала наклон объекта определяют по выражению и Р а

ZR

В устройстве в качестве разрезного фотоэлемента может быль использован, например, дву4

4 мерный позиционно-чувствительный фотоприемник, радиус рабочей поверхности которого

17,5 мм. В этом случае диапазон работы наклономера, рассчитанный по формуле

5 йа= ",будет+3 при R =300мм, R

Значительным преимуществом устройства, кроме повьппения точности и надежности съе.ма информации благодаря возможности переноса основных электронных схем иэ измерительного блока в блок управления, является значительная дистанционность, что позволяет использовать его даже как скваженный наклономер при глубине скважин до 100 м.

Формула изобретения

1. Устройство для определения пространственного угла наклона объекта, содержащее заключенные в одном корпусе вогнутое сферическое зеркало на карданном подвесе, источ. иик света и фотоприемник, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения точности измерений, источник света и фотоприемник жестко связаны между собой и расположены коаксиально и установлены в центре кривизны сферического зеркала.

2. Устройство по и. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что фотоприемник выполнен в виде щ разрезного фотодиода.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР N 55325, кл. Е 21 В 47/022, 1938. 5 2. Авторское свидетельство СССР N 298818, кл. G 01 С 9/06, 1969.

3. Авторское свидетельство СССР И 450079; кл. G 01 С9/36,,1973.

4. Авторское свидетельство СССР N 309240, 4о кл. G 01 С 9/36, 1970.

ЦНИИПИ За каз 4542/27

Тираж 866 Подписное.

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