Введение к работе
Актуальность проблемы.
Данная работа является одним из элементов НИР И ОКР. выполненных для создания Ускорительно-накопительного комплекса (УНК ) вблизи г. Серпухова, предназначенного для проведения уникальных исследований по физике. Одним из элементов котировочных работ является выполнение створных измерений со средней квадратической погрешностью 0.05 мм. при длине створа 100 м.
При выполнении створных измерений вирокое распространение получили лазерные измерительные устройства.При измерениях на протяжённых створах в сложных производственных условиях существенное влияние на результаты измерений оказывает азимутальные деформации- оснований и нестабильность отдельных элементов лазерного створного прибора.Это положение подтверждается отсутствием серийно выпускаемых высокоточных створных приборов как у нас в стране, так и за рубежом.
Второй, проблемой при выполнении таких измерений является согласование диаметра лазерного луча и анализатора согласующего устройства.
На основании анализа отечественной .и зарубевной литературы установлено, что перечисленные задачи наиболее успенно могут бить ременн при использовании лазерных лучезых систем.
Существенным вкладов в ренение поставленных задач является работы выполненные коллективом под руководством A.M. 5ил-кина. Однако выбранное ими направление приводит к необходимости создания сложных электромеханических систем.требуввих больших затрат при создании оборудования и высокой квалификации персонала при'обслуживании.Поэтому остаётся актуальным поиск других направлений решения поставленных задач.
Сведений о теоретическая диализе я комплексной реиенин
поставленных задач е технической литературе содержится недостаточно.
Цель работы.
Автор поставил целы» данной работы исследование возможности создания высокостабильного лазерного створного прибора для протяжённых створов; проведение теоретического обоснованна метода внсокостабильной пространственной фиксации референтной линии; разработку функциональной схемы лазерного створного измерительного прибора, обеспечивавшего возможность раздельного измерения ішнєйнкх смешений и азимутальных разворотов и фотоэлектрического регистрирующего устройства (ФЭРИ) с болыим диапазоном измерений; комплексное исследование характеристик макетных образцов разработанных приборов; внедрение в практику измерений опытных образцов приборов.
Методы исследования.
Ренение поставленной задачи проведено с использованием методов геометрической оптики, векторной алгебры,комплектования и светотехники.Использовалось экспериментальное исследование макетных образцов разработанных приборов и сравнительный анализ результатов.Для обработки результатов исследований применялся вероятностно-статистический метод.
Научная новизна.
Научная новизна работы состоит:
-в анализе и разработке принципов построения высокоста-бильного лазерного створного прибора для выполнения измерений на протяжённых створах в условиях наличия азимутальных деформаций оснований;
-в разработке метода компенсации погрешности изготовления трипельпризиы;
- 5 -гв разработке методики расчета анализатора с диффузно-ассеивапжим экраном.
Практическая ценность.
В результате выполнения работы получены следувщие резуль-аты, которые непосредственно можно использовать на практике: -разработан и исследован лазерний створный прибор, беспечивавжий ввсокдв точность измерений при наличии азиму-зльных деформаций оснований;
-разработано и исследовано ФЭРЗ с анализатором в виде іффузнорассеивавмего экрана, обеспечивавшего высокув точность ігистрации положения лазерного пятна практически любого диа-!тра;
-разработана методика калибровки створного прибора в по-
вых условиях с минимальным использованием дополнительного
орудования. *>
Реализация и внедрение результатов исследования По результатам исследований разработана и передана заказ-ку измерительная система для определения положения' лазерного тна, включаючая в себя два ФЗРЇ с анализаторами в виде диф-знорассеивавмих экранов и пульт обработки инфорнацик.Система пользовалась для получения информации о нестабильности опта-:кого тракта крупногабаритной лазерной установки, необходн-I для определения периодичности юстировочных работ в про-хе эксплуатации.
Также разработана и передана ИФВЭ лазерная геодезическая ерительная система (ЛГИС) и комплект технической документа-.Практическое применение ЛГИС повивает достоверность измени при работе в слохных производственных условиях. Экономией эффект, подтвержденный актом о внедрении, составил
- б -
70000 рублей в год (в ценах 1991 года).
Действуящий йлкєї ЛГИС использован б МНИГниК в учебно процессе на кафедре ЗйяЗ.
Апробация работы.
Результаты работы были обсуждены на Республиканском семи наре "Автоматизация инженерно-геодезических работ при опреде лении деформации земной поверхности и инженерных сооружений' проходившем в декабре 1989 года в г. Киеве.
По результатам работы было опубликовано три статьи / ; 4, 5 /.Основные технические решения зацидены двумя авторскиї свидетельствами / 1, 2 /. На основании проведённой нау1 но-исследовательской работы создан ряд измерительных ус ройств, на которые получено весть авторских свидетельств / ' 7, 8, 9. 10, 11 /.
Иакет измерительной системы в поставе .комплекта геодез
--»„
четких приборов для строительных и монтажных работ зкепонир вался на ярмарке НТД, проводимой ВДНХ СССР в 1989 году и б удостоен серебряной медали.
Объём работы.
Диссертационная работа состоит из введения, четырёх rj и заключения, изложена на 149 страницах машинописного тексі иллюстрируется рисунками и таблицами на 22 страницах.Библиі рафия содержит 37 наименований.
Основные положения, представляемые к заките:
-результаты математического моделирования и анализ ва антов различных схем фиксации референтного направления поз ляит утверждать, что создание высокостабильного створного п бора для измерений на протяжённых створах возможно на осн использования для задания.створа двух оптических створных з
- 7 -ков в совокупности с двухлучевнм лазерным измерительным устройством;
-погревность измерения, возникающая из-за неточности из-готовления трипельпризмы при использовании её в качестве створного знака, может быть устранена путём выполнения измерений двума приёмами с обратной последовательностью отражений;
-при выполнении измерений на протяжённых створах согласование диаметров лазерного пучка и ФЗРУ можно осуществить, используя в качестве анализатора диффузнорассеиваввий экран СДЭ).
