Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Оптические приборы (теодолиты, нивелиры) используются для определения превышений вертикальных точек, вычисления вертикальных и горизонтальных углов и измерения расстояний. Преимуществом данных приборов является то, что все измерения производятся с высокой точностью, на больших дистанциях и при любых погодных условиях. Существуют также цифровые, ротационные и лазерные нивелиры, предназначенные для внутренних и наружных работ. Для топографической съемки, проведения строительных, монтажных и инженерных работ используется электронные тахеометры, измеряющий углы и расстояния. Самым универсальным прибором является лазерный рулетки, позволяющий не только измерять расстояние от наблюдателя до объекта, но и вычислять площадь и объем, большой популярностью пользуются лазерные уровни для построения плосоксти.
Современное геодезическое оборудование нашло самое широкое применение при отделке, проектировании, ландшафтном дизайне и ремонте любых объектов недвижимости. Плюсами лазерных приборов являются наглядность и расширенный функционал, несложность в эксплуатации и возможность работать с прибором одному человеку, что позволяет сэкономить время и повысить производительность. Разнообразие геодезического оборудования ведущих производителей, представленное на рынке, упрощает выбор прибора, который предназначен для конкретной работы и лучше всего справляется с поставленной задачей.
Лазерные сканеры только внедряются в производство. Сейчас они находят применение в тех областях, где нужно оперативно получать трехмерные модели сложных объектов. Это, прежде всего, площади с сильно нарушенным исходным рельефом, промышленное оборудование, барельефы и скульптуры.
Лазерные нивелиры предназначены для задания горизонтальной, вертикальной или наклонной плоскости при помощи лазерного луча.
Основное отличие лазерных построителей (нивелиров) от оптических нивелиров заключается в возможности увидеть построенную рабочую плоскость.
Эти приборы успешно используются при разбивочных и монтажных работах на строительных участках, для контроля и монтажа различного оборудования, для разметки и задания направлений, монтаже стен и подвесных потолков, выравнивании полов, укладке плитки, для автоматизации ландшафтных работ и множестве других случаев.
Приборы вертикального проектирования (ПВП) предназначены для передачи планового положения точек в зенит (вверх) или надир (вниз). В условиях современного многоэтажного строительства производитель работ ежедневно сталкивается с проблемой определения точного положения вертикальных осей сооружений. Профессиональные приборы вертикального проектирования позволяют решить эту проблему. ПВП применяются при строительстве высотных зданий, сооружений и дымовых труб. Используются при установке буровых вышек, теле- и радиоантенн. С помощью ПВП монтируют копёр башенного типа и градирню, производят работы в маркшейдерии и наблюдения за деформациями, выполняют специальные работы при монтаже оборудования и различные промышленные измерения
ручные лазерные безотражательные дальномеры. Предназначены для измерения расстояний до 200 метров, с точностью до 1,0 мм. Наиболее распространенное название этих приборов - лазерные рулетки. Они отлично заменяют классические рулетки и делают работу по измерению расстояний быстрой, безопасной и удобной.
Лазерный отвес и уровень, лазерный нивелир и ротационный лазер, лазерный маркер и построитель, лазерная рулетка и дальномер - все эти названия имеют отношение к современному и эффективному инструменту, используемому при разбивке земельных участков, строительстве зданий, отделке помещений, монтаже коммуникаций. Эти приборы позволяют построить базовую горизонтальную, вертикальную или наклонную плоскости, непосредственно на стене, полу, потолке и контролировать их визуально или при помощи специальных приемников и нивелирных реек.
Как работают ЛП
Многие уже знакомы с лазерной указкой, играя с которой, дети часто направляют красную точку лазера на предметы. Именно этот принцип используется лазерными приборами для проекции горизонтальной, вертикальной, наклонной плоскости или точки прямо на рабочую поверхность. Нагляднее всего это покажут картинки:
Внутри прибора обычно установлен лазерный светодиод красного цвета, мощностью около одного мВт и длинной волны 633 - 670 нм, относящийся ко второму классу лазеров, предполагающему отсутствие дополнительной защиты для глаз. Светодиод находится в достаточно прочном корпусе и при помощи электронной схемы взаимодействует с панелью управления и получает питание. Для того, чтобы излучение светодиода сфокусировать в точку или получить линию, используются оптические элементы разных форм (цилиндрические, конусные и т.д.)
Лазерный излучатель может быть жестко зафиксирован внутри прибора или находится в свободном висячем состоянии для самовыравнивания. В самовыравнивающихся ЛП используется "принцип маятника" - излучатель подвешен внутри прибора и при установке на поверхность сам выравнивается относительно уровня земли и выдает точную горизонтальную, вертикальную или наклонную проекцию луча. Чтобы сократить время уравновешивания маятника с излучателем часто используются магнитные подушки, образованные встроенными в днище прибора магнитами. В более сложных ЛП используется система, аналогичная гироскопу, которая при помощи электроники управляет встроенными внутрь прибора сервоприводами излучателя, позволяя ему уравновешиваться и даже задавать требуемый уклон.
Приборы с самоуравновешивающимся излучателем часто оснащены функцией автоматического оповещения критического наклона корпуса (обычно более 5% от горизонтали), которая позволяет избежать ошибочных проекций и измерений. Достаточно просто поставить прибор на относительно ровную поверхность и включить - прибор автоматически уравновесит излучатель относительно горизонта в течение нескольких секунд и… Приступаем к работе!
Лазерный уровень
Внутри лазерного уровня (далее ЛУ) излучатель зафиксирован относительно спиртового пузырька и может спроектировать точку на удаленное расстояние на том же уровне и в той же вертикальной плоскости, выполняя одновременно роль уровня и натянутой струны между уровнем и точкой проекции. Уровень Stabila 70LJ с одним излучателем можно купить по цене от 2250 рублей.
Одна из самых популярных моделей ЛУ Stabila 70LJ P+L выпускается немецкой компанией Stabila и имеет два перпендикулярно расположенных излучателя, что позволяет использовать его для более широкого круга работ (рис 1). Другая новинка представлена на российском рынке немецкой компанией Geo-Fennel - это угломер MultiDigitPro со встроенным лазерным излучателем и цифровым угломером/уровнем, позволяющий одновременно проектировать точку уровня, измерять угол и отклонение измеряемой поверхности от горизонтали (рис.2). Также компания Geo-Fennel выпускает карманный лазерный уровень/шнур Long Linner для фиксации на одном уровне креплений полок, картин и т.д. Его достаточно просто прислонить к стене и он светодиодом спроектирует на нее ровную линию под нужным вам углом - достаточно повернуть прибор на нужный угол (Рис. 3).
Лазерные построители горизонтальной и вертикальной плоскости (далее ЛПП)
Пальму первенства среди ЛП для отделки занимают приборы, позволяющие построить разные варианты пересекающихся горизонтальных и вертикальных лучей под углом 90°. Простейшее пересечение вертикальной и горизонтальной плоскости образует на рабочей поверхности "лазерный крест" двумя красными проекциями линий. Каждая модель ЛПП может построить:
ЛАЗЕРНЫЕ ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ ПРИБОРЫ
В лазерных геодезических приборах в качестве излучателя светового потока используют оптические квантовые генераторы (лазеры).
Лазеры бывают твердотельные, газовые, жидкостные и полупроводниковые. В геодезических приборах используют газовые и полупроводниковые лазеры. Полупроводниковые лазеры применяют в основном в приборах для измерения расстоянии - светодальномерах.
103
Газовые же лазеры применяют в приборах, задающих положение вертикальной или опорной линии: лазерных нивелирах, указателях направлений, лазерных центрирах и других приборах различного назначения. В практике геодезического обеспечения строительства используют газовые гелий-неоновые лазеры непрерывного излучения, работающие в видимой части светового диапазона и излучающие узконаправленный пурпурно-красный пучок света.
Лазерные геодезические приборы конструируют таким образом, чтобы лазер был установлен параллельно визирной оси прибора, на котором он смонтирован, или лазерный пучок направлялся через зрительную трубу прибора. Как правило, при измерениях используют визуальную или фотоэлектрическую индикацию лазерного пучка. При визуальной индикации для отсчетов по лучу применяют экран в виде сетки квадратов или концентрических окружностей, а также нивелирную рейку. При более точной фотоэлектрической индикации используют специальные фотоприемные устройства с фотоэлементами.
Рассмотрим некоторые типы известных лазерных приборов, применяемых в строительстве.
Лазерные нивелиры предназначены для измерения превышений и передачи высотных отметок. Нивелир излучает видимый пучок света, относительно которого производят измерения превышений. В одних приборах пучок лазерного излучения направляют по оптической оси зрительной трубы, в других - зрительная труба соединена параллельно с излучателем ОКГ.
В нивелирах с уровнем ось пучка приводят в горизонтальное положение цилиндрическим уровнем, в нивелирах-автоматах - компенсатором. По условиям геометрического нивелирования оси
Рис. 9.1. Лазерный нивелир:
а) - общий вид; б) - отсчет по рейке; в) - положение для развертки вертикальной плоскости
104
Рис. 9.2. Лазерный теодолит (а) и визирная марка (б):
1, 2 - горизонтальный и вертикальный круги, 3 - опора, 4 - закрепительный винт, 5 - марка, 6 - стержень, 7 - стойка
лазерного пучка и цилиндрического уровня должны быть параллельны.
В настоящее время лазерные нивелиры выпускают в основном с автоматически горизонтирующимся пучком излучения, вращающимся лазерным пучком и другими особенностями.
Примером может служить лазерный нивелир LNA2L фирмы "Вильд" (рис. 9.1, а), задающий вращающуюся световую горизонтальную плоскость. Положение этой плоскости фиксируется на специальной рейке или на стенах зданий (рис. 9.1,б). Нивелир может быть установлен так, чтобы описывалась вертикальная световая плоскость (рис. 9.1, в). Он снабжен вычислительным устройством, выполняющим автоматическое вычисление высот. Кроме того, с помощью этого нивелира по рейке можно определять расстояния до 100 м.
В лазерных теодолитах (рис. 9.2, д), предназначенных для задания створов и измерения углов, вместо визирной оси в пространстве создается узконаправленный пучок света. Наличие горизонтального 1 и вертикального 2 кругов позволяет придавать пучку излучения нужную ориентировку. Как правило, визирная марка (рис. 9.2, б) при применении лазерных теодолитов в условиях строительной площадки совмещена с шаблоном для разметки ориентирных рисок. Марка 5 со стержнем б крепится на опоре 5, а ее высота регулируется стойкой 7 и фиксируется закрепительным винтом 4. Ориентирные риски проводят по щечкам опоры 3.
Многоцелевые приборы, предназначенные для контрольно-измерительных операций при установке конструкций, опалубки, выемке грунта, устройстве земляного полотна, укладке бетона, совмещают в себе визирную оптическую трубу и установленный на нее квантовый генератор. Рассмотрим некоторые из этих приборов.
Прибор ПГЛ-1 состоит из фотоприемного устройства (рис. 9.3, а) и передающей части (рис. 9.3, б). Фотоприемное устройство состоит из фотоприемника импульсных сигналов и измерительной рейки 6. Результаты измерений регистрируются на стрелочном приборе. Фотоприемник перемещают вдоль рейки до появления показаний на стрелочном приборе. Передающая часть включает в себя лазерный передатчик, формирующий излучение в виде световых линий
105
Рис. 9.3. Лазерный геодезический прибор ПГЛ-1:
а - фотоприемное устройство, б - передающая часть; 7, 5 - корпус, 2 - визирный луч, 3 - штатив, 4 - электропитание, б - рейка, 7 - вольтметр
и плоскости, блок питания 4 и штатив 3 для установки передатчика.
Конструкция штатива позволяет в широких пределах изменять высоту ПГЛ-1 над местностью. Угол сканирования (поворота) лазерного прибора составляет 180°. Погрешность измерения от лазерного пучка или плоскости до контролируемой поверхности + 3 мм при дальности действия 150 м.
Прибор задания вертикали ПВЗЛ-1 имеет передающую и приемную части. Передающая часть включает в себя лазерный передатчик в виде цилиндра диаметром 120 мм и длиной 382 мм (масса 3,1 кг), горизонтирующее устройство и автономный блок питания размером 200 × 1060 × 138 (масса 2,6 кг) на гальванических элементах. Световой пучок попадает в насадку и, проходя через пентапризму (пятиугольную стеклянную призму), изменяет направление с горизонтального на вертикальное.
Насадка с пентапризмой съемная, что позволяет использовать луч прибора в горизонтальной плоскости. Приемная часть состоит из регистратора и фотомишени, перемещающейся по взаимно перпендикулярным измерительным линейкам.
Лазерный передатчик устанавливают на исходном горизонте по уровням, что формирует в пространстве вертикальную световую линию. Фотомишень с регистратором размещают на монтажном
106
Рис. 9.4. Планировочные работы:
1 - репер, 2 - нивелирная рейка, 3 - лазерный нивелир, 4 - фотоприемник, блок и индикатор решающего устройства на ноже бульдозера, 5 - штанга, по которой перемещается фотоприемник, HRp, Hпл, Hпр - отметки репера, плоскости лазерного прибора и проектная, h - рабочее превышение
горизонте и по линейкам перемещают до совмещения с центром проекции лазерного пучка. При совмещении показания индикаторов регистратора будут нулевыми. Возможные отклонения от задаваемой вертикали считывают по линейкам фотомишени. Дальность действия прибора с фотоэлектрической регистрацией - 20 м, погрешность измерения отклонения объекта от задаваемой вертикали - 1 мм, а задания вертикали - 2 мм. Некоторые типы лазерных приборов устроены так, что испускаемый луч направляется вертикально вверх, и тогда с помощью насадки с пентапризмой при необходимости изменяют его направление на горизонтальное.
Особую группу приборов составляют лазерные указки.
Рис. 9.5. Выверка по 4 вертикали (а) и разбивка осей (б):
1 - лазерный теодолит, 2 - луч, 3 - свая, 4 - разметочная риска оси сваи, 5 - сваебойный агрегат, 6 - визирная марка, 7 - контур здания, 8 - ось
107
К ним относятся лазерные указки укладки труб, визирования, вертикали и др.
Так, лазерная указка укладки труб состоит из корпуса, на одном конце которого прикреплена горизонтирующая основа. В ней устроены оправа с лазером, уровень и шкала уклонов, что позволяет направлять луч под заданным углом к горизонту. Погрешность задания уклона - не более ± 10 мм на 100 м длины.
Лазерные указки просты в обращении, дешевы в изготовлении, имеют автономное питание (12 В) от батареек для карманных фонарей, могут включаться и выключаться с помощью дистанционного управления.
Применение лазерных указок повышает производительность труда пользователей на 50%, машин и механизмов - на 10%.
Некоторые примеры применения лазерных геодезических приборов показаны на рис. 9.4 и 9.5.