DE2445635A1

DE2445635A1 - Vorrichtung zur optischen winkelbestimmung an kolonnen, tunnelstrecken o.dgl.

Info

Publication number: DE2445635A1
Application number: DE19742445635
Authority: DE
Inventors: Gerhard Hagt; Heinrich Dr Kessler
Original assignee: Bayer AG; Erdoelchemie GmbH
Current assignee: Bayer AG; Erdoelchemie GmbH
Priority date: 1974-09-25
Filing date: 1974-09-25
Publication date: 1976-04-15

Description

Vorrichtung zur optischen Winkelbestimmung an Kolonnen, Tunnelstrecken o. dgl.
Inneneinbauten in Großapparaturen wie z. B. Reaktoren, Kolonnen, Öfen usw. müssen auf Toleranzüberschreitungen und Montage fehler überprüft werden. Bei diesen Großapparaturen hängt die einwandfreie Funktionstüchtigkeit im hohen Maße von der exakten Montage der Inneneinbauten ab. Unrundheiten und Durchbiegungen machen eine genaue Montage sehr schwer.
Zur Überprüfung der Einbauten wurden bisher Geräte wie Senklot, Bandmaß, Zollstock, Meßlatten oder ähnliches eingesetzt.
In sehr seltenen Fällen werden, weil mit ungewöhnlich großem Zeitaufwand verbunden, Meßgeräte wie Theodolite und Niveliergeräte,die für die Landvermessung konzipiert sind, für die Vermessung dieser Großapparaturen zum Einsatz gebracht.
Dabei ist ein Ausrichten auf eine horizontale Bezugslinie immer notwendig.
Wegen ihrer, für den großräumigen Einsatz vorgegebenenKonstruktion, werden diese optischen Geräte für Messungen im Meter- bis hinunter in den Dezimeterbereich völlig untauglich.
Hinzu kommt, daß optisches Vermessen mit herkömmlichen Geräten Behinderungen erzeugen bzw. hinnehmen müssen wie: Erzwungene Weiträumigkeit der Meßstrecken, Viberationen in der Meßumgebung durch parallel arbeitende Gewerke in den Montagehallen, Temperatursprünge zwischen Tag und Nacht etc.
Für den Einsatz, beispielsweise in Kolonnen, Reaktoren, £>fen mit Radien von r,mi=0,5 m bdsr ( 5 m gibt es kein baustellengerechtes Winkelmeßgerät, welches mechanisch unempfindlich ist und eine leichte und schnelle Handhabung sowie geringes Gewicht aufweist, mit einer für den vorgesehenen Einsatz entsprechend hohen Meßgenauigkeit.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein leicht transportierbares und montierbares Gerät anzugeben, mit dem in Hohlkörpern mit Radien von=0,5 mbisr=< 5 m Winkelmessungen ermöglicht werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß eine Laser-Lichtquelle auf ein von der Laser-Lichtquelle getrennt aufgestelltes, drehbar gelagertes Pentagonprisma gerichtet ist, dessen Drehung über eine 3600-Skalenteilung einstellbar ist.
Die mit dieser erfindungsgemäßen Vorrichtung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß bei der Montage Vorort alle Einbauten in Großapparaturen auf ihre winklige Maßgenauigkeit überprüft werden können. Beispielsweise können Tragringe in Kolonnen auf die später die Kolonnenböden gelegt werden, auf Parallelität und Ebenheit geprüft werden. Dazu wird die Laserlichtquelle in einem beliebigen Abstand zur Innenwand, parallel zur Längsachse der Kolonne aufgebaut, und das von der Lichtquelle ausgehende Licht auf das Pentagonprisma ausgerichtet.
Das Pentagonprisma lenkt bekanntermaßen den Lichtstrahl 0 um genau 90 um. Auf der Innenwand der zu untersuchenden Großapparatur ist dann der Lichtstrahl als Punkt zu sehen.
Diese Stelle kann mit bekannten Hilfsmitteln markiert werden.
Durch Drehen des Pentagonprismas kann so der Lichtstrahl auf beliebig viele Stellen der Innenwand gelenkt werden, so daß eine genaue Markierung für den Einbau senkrecht zur Mittelachse hergestellt werden kann. Bei bereits montierten Einbauten können diese nach dem gleichen Verfahren sehr bequem und schnell, dazu sehr sicher auf ihre Ebenheit überprüft werden.
Besonders bei sehr langgestreckten Apparaturen, die im Liegen montiert werden, treten Durchbiegungen auf. Deshalb sind Einbauten bei solch durchgebogenen Apparaturen bisher kaum auf Parallelität zu überprüfen. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind auch diese Einbauten überprüfbar, da der Laserlichtstrahl ohne Schwierigkeiten, entsprechend der theoretischen Längsachse - unabhängig von der räumlichen Lage des Apparates -eingerichtet werden kann.
Soll mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung nicht nur die Parallelität von Einbauten überprüft werden, sondern ein bestimmter Winkel eingestellt oder überprüft werden, so muß die Laserlichtquelle genau in der Mittelachse des Meßobjektes aufgestellt sein. Der dazu erforderliche Aufwand ist jedoch wegen der leichten Handhabbarkeit sehr gering.
In einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist das Pentagonprisma auf der Laserlichtquelle zugewandten Seite teilverspiegelt.
Dadurch wird eine Autokollimation erreicht. Anstelle der Teilverspiegelung kann ein bekannter beweglich angeordneter Planspiegel für totale Reflexion ebenfalls eingesetzt werden.
Die Autokollimation durch Teilverspiegelung der Lichteintrittsfläche am Pentagonprisma oder ein beweglicher Fremdspiegel ist bei Abständen von der Laserlichtquelle bis zum Pentagonprisma von über io m oder wegen möglicher hoher Umgebungsbeleuchtung erforderlich, um ein genaues und schnelles Einrichten des Pentagonprismas auf dem Laserstrahl zu ermöglichen.
Die Genauigkeit, die mit diesem Gerät erreicht werden kann, beträgt bei einem Radius von lo m etwa 0,1 mm.
Zur genauen und schnellen Ausrichtung der Vorrichtung ist nach einer weiteren Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein Fadenkreuz oder eine Lochblende auf der Lichtaustrittsseite des Pentagonprismas angeordnet.
Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Es zeigt: Figur 1 Prinzipsskizze der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
Von der Laserlichtquelle 1 geht ein Lichtstrahl zum Meßkopf 2.
Im Meßkopf 2 ist das Pentagonprisma 3 eingebaut. Der Meßkopf 2 wird so in den Laserstrahl gestellt, daß Mitte Lichtstrahl und die Drehachse des Prismas 3 in einer Ebene liegen.
- Eine Kontrolle dieser Einstellung ist bekanntermaßen über ein Fadenkreuz, zentrischen Markierungen auf der Lichtaustrittsfläche des Prisaas 3 -oder einer Lochblende oder ähnlichem, je nach mechanischer Ausführung des Meßkopfes möglich.
Ein von der Lichteintrittsfläche am Prisma 3 reflektierter Teil-Lichtstrom fällt dauernd auf den Laserstrahl zurück und ermöglicht somit eine Autokollimation. Damit ist das Pentagonprisma 3 für eine mech. 3600 Rotation mit festem optischen Drehpunkt ausgerichtet.
Eine Skalenteilung 5 ermöglicht die numerische Bestimmung jeden Winkels zu einem beliebigen Bezugspunkt senkrecht zum Laserstrahl. Der das Pentagonprisma 3 verlassende Laserstrahl kann für weitere Winkelbestimmungen zusätzlich abgelenkt werden.
Auf einem Stativ 4 mit bekanntem Kugelkopf oder Mehrfachsupport is der Meßkopf 2 gehaltert.

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur optischen Winkelbestimmung an Kolonnen, Reaktoren, Tunnelstrecken oder dgl., dadurch gekennzeichneb, daß eine Laser-Lichtquelle (1) auf ein von der Laser-Lichtquelle (1) getrennt aufgestelltes, drehbar gelagertes Pentagonprisma (3) gerichtet ist, dessen Drehung über eine 3600 - Skalenteilung (5) einstellbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Pentagonprisma (3) eine Teilverspiegelung auf der der Laserlichtquelle (1) zugewandten Seite aufweist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1,2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Fadenkreuz oder Lochblende auf der Lichtaustrittsseite des Pentagonprismas (3) angeordnet ist.