CS195940B1 - Souprava pro elektronické měření délek - Google Patents

Description

Předmětem vynálezu je souprava pro elektrické měření délek, zejména pro práce v podzemí, využívající elektronický měřič, který je umístěn na jednom konci měřené délky, a odrážeče elektromagnetického vlnění, který je umístěn na protilehlém konci měřené délky.

V současné době je elektronické měření délek základní metoda délkového měření; používají se přitom jak systémy rádiové, tak systémy elektrooptické, z nichž zvláštní skupinu tvoří interferometry. Měřické chyby těchto systémů jsou velmi nízké, a často podstatně nižší v porovnání s chybami, které vznikají v důsledku dostředění jak elektronického měřiče, tak odrážeče na koncových bodech měřené délky.

Dosavadní potíže se odstraňují soupravou pro elektronické měření délek, využívající elektronický měřič a odrážeč tím, že odrážeč elektromagnetického vlnění je s použitím soustavy dvojic ložisek s navzájem kolmými osami otáčení otočně a klopně uložen na nosníku připevněném k vnější části nástavce, jehož protilehlá připevňovací část je upravena pro dočasné jednoznačné spojení s tělesem, trvale pevně připevněným k objektu. Součástí soupravy je s výhodou alespoň jeden nástavec se zpětným odrážečem a současně s odklonným odrážečem; dále je vý2 hodné upravit na nosníku nebo na odrážeči signál pro úhlová měření, a dále na nosníku upravit lože elektromagnetického měřiče délek.

Výhoda soupravy pro elektronické měření délek podle vynálezu je v tom, že prakticky zcela odstraňuje vznik chyb v dostředění na koňových bodech měřené délky, a to jak měřiče, tak odrážeče; přitom chyby zůstanou omezeny pouze na nevyhnutelné výrobní nepřesnosti nástavce a tělesa, takže je možno účelně využívat i elektromagnetické systémy pracující s chybami v setinách milimetru. Kromě toho lze při použití soupravy s výhodou použít diferenciální systémy délkového měření, přičemž navíc souprava umožňuje ústup od současných metod úhlového měření a přechod na využívání trilateračních řetězců i v podzemí za současného zvýšení přesnosti, což lze účelně využít jak při provozních pracech, tak při řešení vědeckých úkolů.

Na výkrese je znázorněno základní provedení vynálezu; na obr.-1 je vertikální osový řez a částečný pohled zpředu na stěnu objektivu s tělesem a nástavcem s upevněným koutovým zpětným odrážečem, na obr. 2 je týž řez a pohled při upevnění tělesa ve stropu objektu s jiným uspořádáním otočného a klopného uchycení a s jiným provede195940 ním odrážeče, a na obr. 4 je tentýž řez a pohled na nosník s ložem elektromagnetického měřiče. Na obr. 3 je horizontální řez důlní chodbou a částečný pohled shora na dvojici odrážečů a elmag. měřiče, a na obr. 5 je bočný pohled na stěnu objektu při jiném rozmístění součásti soupravy.

Na obr. 1 je odrážeč 1 elektromagnetického vlnění, a to ve znázorněném provedení, tzv. kotoučový odrážeč, který se velmi často používá jako zpětný odrážeč u světelných dálkoměrů; jako zpětný odrážeč elektroskopických dálkoměrů však lze použít také jiné známé systémy, například parabolická zrcadla, která jsou nejčastěji používána u rádiových dálkoměrů nebo v nejjednodušším provedení fólie se skleněnými kuličkami. Odrážeč 1 je ve znázorněném provedení osazen v objímce 15, která přechází ve vertikální čep 17, osazený v ložisku 3 na plochém nosníku 12, který v levé horní části přechází v horizontální čep 18 v ložisku 4 na vnější části nástavce 9. Ze znázorněného provedení je patrné, že dvojice ložisek 3, 4 má dvě navzájem kolmé osy otáčení, a to horizontální osu 7 a vertikální osu 8. Na obr. 1 se obě osy otáčení 7, 8 protínají v jediném bodě 19, ve kterém je také umístěn vrchol koutového odrážeče 1; toto provedení je velmi výhodné, není však nezbytnou podmínkou činnosti soupravy. Na obr. 1 je dále znázorněn signál 13 pro měření úhlů horizontálních a vertikálních, a to jak kontrastně zabarvený kužel; může však být použita také jiná známá úprava, a to při pracech v podzemí například vrtný otvor malého průměru, osvětlený zezadu. Nástavec 9 je upraven tak, aby jeho protilehlou připevňovací část bylo možno rychle, spolehlivě a jednoznačně připevnit k tělesu 19, které je trvale a pevně zabudováno k objektu 11, příkladně k jeho stěně, který je měřicky sledován. Ve znázorněném provedení je použito konzolovité zavěšení na dvojici čepů, které mohou být zajištěny například neznázorněnými maticemi. Znázorněná úprava ložisek 3, 4 a spojení nástavce 9 s tělesem 10 je pouze příkladná, takže mohou být použita také jiná řešení, podle konkrétních podmínek na sledovaném objektu.

Příklad jiného řešení je znázorněn na obr. 2, podle kterého má těleso 10 tvar trubky, která je zacementováním osazena na objektu 11, kterým je ve znázorněném provedení strop důlní chodby; objektem 11 může být také například základ stroje, betonový blok atd. Ve znázorněném provedení má připevňovací část 9a nástavce 9 tvar válce, který rozměrově odpovídá trubce, tj. tělesu 10; při výrobě se vždy volí přísné tolerance v průměrech obou spolupracujících členů. Nástavec 9 na své vnější části přechází v kruhový nosník 12, v jehož vnitřní části je osazena dvojice protilehlých horizontálních ložisek 5a, 5b, nesoucích pomocnou objímku 16a s dvojicí protilehlých vertikálních ložisek Ba, 6b, ve které je uložena objímka 16 s odrážečem 2. Také tento způsob zajišťuje otočnou a klopnou úpravu odrážeče 2 prostřednictvím soustavy dvou dvojic ložisek 5a, 5b, 6a, 6b s navzájem kolmými osami otáčení 7, 8, které se rovněž protínají v jediném průsečíku 20, který je současně středem odrážeče

2. Ve znázorněném provedení je použit rovinný odrážeč 2 ve tvaru plochého zrcadla; také toto provedení může být použito ke zpětnému odrazu, s výhodou je však použitelné ke známému odklonění elektromagnetického vlnění, jak bude dále uvedeno. Ve znázorněném provedení je použit jako signál 13 pro úhlové měření otvor ve středu odrážeče 2 současně ležící v průsečíku 20; ani v tomto případě není však popsaná úprava nezbytnou výrobní podmínkou.

Základní postup práce s dosud popsanou soupravou pro elektronické měření délek je znázorněn na obr. 3, na kterém je horizontální řez a částečný pohled shora na soupravu v provozu. Na tomto obr. 3 je znázorněna dvojice těles 10 vsazených do objektu 11, kterým jsou stěny důlní chodby, přičemž s těmito tělesy 10 jsou spojeny odrážeče 1, 2, ve znázorněné sestavě je elektromagnetický měřič délek 15 umístěn na počvš například na neznézorněném stojanu. Při měření lze postupovat dvojím způsobem. Základní způsob přímého měření délek 15-2 a 15-1 při současném měření úhlů ať již s použitím signálů 13 nebo s použitím zvláštního neznázorněného nástavce pro signalizaci měřických bodů například podle čs. patentního spisu č. 144 910; v některém případě však bude velmi výhodné využití známého diferenciálního způsobu Heupel-Witteho, jehož podstata je v tom, že se použije odklonný odrážeč 2 ve tvaru například rovinného zrcadla, který odkloňuje svazek 21 elektromagnetického vlnění směrem ke zpětnému odrážeči, přičemž se změří vzdálenost 15-2-1, načež se odklonný odrážeč 2 zamění za zpětný odrážeč 1 a změří se délka 15-2, takže se vzdálenost 2-1 odvodí jako rozdíl délek měřených popsaným postupem. Je známo, že uvedený diferenciální způsob přibližuje absolutní chyby měření vnitřní přesnosti elektronických dálkoměrů a tím zvyšuje absolutní přesnost asi o 2/3; podmínkou úspěšného využití je, aby svazek vlnění 21 procházel středem odklonného odrážeče 22, což lze snadno zajistit. Proto je výhodné, aby součástí soupravy podle vynálezu hyl alespoň jeden nástavec 9 se zpětným odrážečem 1 a současně alespoň jeden nástavec 9 s odklonným odrážečem 2, který ovšem na rozdíl od dosavadního popisu nemusí být řešen výlučně jako rovinné zrcadlo, ale také podle požadovaných odklonů, jako například hranol trojboký nebo pětiboký. Výhodná také může být kombinace obou popsaných způsobů, při které se zjistí všechny délky v trojúhelníku 15-2-1, takže lze ustoupit od úhlového měření a přejít na měření trilaterační; tento kombinovaný způsob je účelný zejména při využívání elektronických dálkoměrů, pracujících s chybami řádu desetin milimetrů a nižšími.

Pro řešení jiných úloh, například při zjišťování deformací s využitím interferometrů, je potřebné odstranit vznik chyb v důsledku dostředění také u elektromagnetického měřiče 15 délek; dosáhne se toho podle obr. 4 tak, že na vnější části nástavce 9 je připevněn nosník 12, na kterém je upraveno lože elektromagnetického měřiče 15 délek. Ve znázorněném provedení má lože 14 tvar horizontální desky, která je prostřednictvím stavěčích šroubů 22a, 22b spojena s podložkou 23, nesoucí známým způsobem upravený elektronický měřič 15, který může být na rozdíl od znázorněného provedení umístěn také na úhloměrném přístroji, jak často bývá. Při některých úkolech není ani potřebné ani žádoucí umisťovat elektronický měřič na podložce 23 se stavěcími šrouby 22a, 22b, ale bude výhodné jeho připevnění k loži 14 jiným vhodným způsobem, například neznázorněným čepem nebo soustavou čepů, přičemž může být výhodné i jeho trvalé spojení s nosníkem 12 a nástavcem 9, jehož připevňovací část 9a ve znázorněném provePŘEDMET

Claims (4)

1. Souprava pro elektronické měření délek, využívající elektronický měřič a odrážeč, vyznačená tím, že zpětný odrážeč (1) a odklonný odrážeč (2) elektromagnetického vlnění je s použitím soustavy dvojic ložisek (3, 4, 5a, 5b, 6a, 6b) s navzájem kolmými osami otáčení (7,8) otočně a klopně uložen na nosníku (12) připevněném k vnější části nástavce (9), jehož protilehlá připevňovací část (9a) je upravena pro dočasné jednoznačné spojení s tělesem (10), trvale pevně připevněným k objektu (11).

t dění má tvar komolého kužele, spolupracujícím s odpovídajícím otvorem v tělese 10, a to v případě za současného využití neznázorněného spojovacího klínu. Při naposled uvedené úpravě, se většinou použije elektronický měřič 15 délek, pracující s velmi nízkými středními chybami řádu desetin milimetru. V oboru chyb blízkém této hodnotě pracuje řada elektrooptických dálkoměrů a v oboru chyb o řád nebo několik řádů nižších řada interferometrů.

Použití soupravy v takto provedené úpravě je znázorněno na obr. 5, který představuje bočný pohled na stěnu objektu s dvojicí nosníků 12 s odrážecí 1, 2 a s jedním ložem 14 s připevněným elektronickým měřičem 15 délek. Při této úpravě je možno použít oba dříve zmíněné způsoby, a to buď přímé měření délek, nebo diferenciální způsob s odklonným odrážečem 2.

Souprava podle vynálezu je určena v prvé řadě pro úkoly v hornictví, zejména pro ověřování stability horninových masivů, je však použitelná také v jiných průmyslových a vědních oborech.

2. Souprava podle bodu 1, vyznačená tím, že alespoň jednomu nástavci (9) přísluší zpětný odrážeč (1) a současně alespoň jednomu nástavci (9) je přiřazen odklonný odrážeč (2).

3. Souprava podle bodu 1, vyznačená tím, že na nosníku (12) nebo na odrážeči (1, 2) je upraven signál (13) pro úhlová měření.

4. Souprava podle bodů 1 a 3, vyznačená tím, že na nosníku (12) je upraveno lože (14) elektromagnetického měřiče (15) délek.

1 list výkresů