DK153184B - Fremgangsmaade og apparat til at funktionsproeve en laserafstandsmaaler - Google Patents

Description

DK 153184 B

o

Den foreliggende opfindelse angår en fremgangsmåde og et apparat til at funktionsprøve en laserafstandsmåler som angivet i krav l's, henholdsvis krav 3's indledning.

Afstandsmålere, som bygger på, at løbetiden for en lys-impuls fra en laser i afstandsmåleren måles fra det tidspunkt, hvor lysimpulsen udsendes til den atter kommer tilbage til måleinstrumentet efter refleksion i den genstand, hvis afstand skal måles, prøves med henblik på deres rette funktion og præcision over en målestrækning, hvor afstanden er kendt. Prøvningen kan derfor kun foretages på steder, som er særligt indrettede til formålet.

En laserafstandsmåler af denne art er kendt fra eksempelvis GB-patentskrift nr. 1.088.437. I den deri beskrevne afstandsmåler indgår optiske organer til at reflek-15 tere en lille del af laserens udsendte lysimpuls til den lysmodtager, som normalt skal modtage den fra et mål reflekterede stråling. Der er imidlertid i dette patentskrift ikke forklaret eller vist nogen prøvning af afstandsmålerens afstandsmålende funktion eller at noget andet i af-20 standsmåleren prøves. Der er alene tale om afstandsmåling ved hjælp af løbetiden for en lysimpuls.

Det er endvidere kendt, at en laser af den passive Q-"switchede" type kan afgive mere end én lysimpuls, når laserens tændspænding er højere end normalt. Dette er sæd-25 vanligvis en ulempe for denne type laser, eftersom der normalt kun ønskes afgivet en lysimpuls ved hvert måletilfælde.

Det er opfindelsens formål at prøve den rigtige funktion af afstandsmålerens blitzlampe og lysmodtager samt af afstandsmålende og afstandsangivende kredsløb i denne.

30 Det angivne formål opnås med en fremgangsmåde af den indledningsvis omhandlede art, som ifølge opfindelsen er ejendommelig ved de i krav l's kendetegnende del angivne foranstaltninger samt ved hjælp af et apparat til udøvelse af fremgangsmåden, hvilket apparat udmærker sig 35 ved den i krav 3's kendetegnende del angivne udformning.

O

DK 153184 B

2

Ved fremgangsmåden og apparatet ifølge den foreliggende opfindelse er den egenskab hos den passive Q-switche-de laser fordelagtigt udnyttet, hvilken egenskab ellers anses for at være en ulempe, nemlig at den afgiver to lysim-5 pulser, når laserens tændspænding hæves over den normale værdi.

Hver afgivet lysimpuls reflekteres på i og for sig kendt måde til afstandsmålerens modtager, hvorved den første lysimpuls indleder tidsmålingen og den anden lysimpuls stand-10 ser tidsmålingen på samme måde som en fra en fjernt beliggende genstand reflekteret lysimpuls ville gøre.

For at tændspændingen til laseren skal kunne hæves ved prøvningen, er en styrekreds, som styrer tændspændingen, indrettet til omskiftning med en omskifter, der er særlig udfor-15 met til prøvningen.

Opfindelsen er dog ikke bestemt til prøvning af afstandsmålingens præcision, eftersom en sådan prøvning stadig kræver særligt indrettede målestrækninger.

Opfindelsen forklares i det følgende nærmere under 20 henvisning til tegningen, som i skematisk form viser de vigtigste af de komponenter, som anvendes ved opfindelsens udførelsesform.

Et eksempel på en laserafstandsmåler ifølge opfindelsen beskrives i det følgende under henvisning til den til-25 høtende tegning. Afstandsmålerens laser er en passiv Q--switched type laser.

Afstandsmålerens laser, som ikke er vist i figuren, er indrettet til at afgive en kort lysimpuls, når den rammes af et lysglimt fra afstandsmålerens blitzlampe 1. Blitz-30 lampens energi tilføres af en ladningskondensator Cl, der er parallelforbundet med en serieforbindelse af en drosselspole L og blitzlampen 1.

Ladningskondensatoren Cl er med henblik på opladning forbundet med et højspændingsaggregat 2, som er indrettet 35 til at modtage jævnstrømsforsyning på to tilslutninger 3.

O

DK 153184B

3

Til styring af højspændingsaggregatets afgivne spænding er med denne forbundet udgangen fra en reguleringsforstærker 4. Med en af reguleringsforstærkerens indgange er en konstant referencespænding forbundet, med en anden indgang 5 er et punkt i en af tre modstande RI, R2 og R3 bestående spændingsdeler forbundet. Spændingsdeleren er forbundet mellem højspændingsaggregatets pol med højspænding U og dets anden jordede pol.

Over den af modstandene R3,som er beliggende nærmest 10 ved spændingsdelerens jordede side, er forbundet en omskifter 5, som ved slutning kan kortslutte modstanden R3.

En impulstransformer 6, der i denne sammenhæng kaldes en triggertransformer, er med én vikling forbundet med en af blitzlampen l's poler. Impulstransformerens anden 15 vikling indgår i et kredsløb, hvor viklingen er særlig forbundet med en kondensator 7 og en tyristor 8. Tyristoren er indrettet til at blive gjort ledende af en spændingsimpuls på en tilslutning 9, der er forbundet med tyristoren 8. Kondensatoren 7 er bestemt til at lades op af en jævnstrømskil-20 de, der er forbundet med begge tilslutningerne 10.

Det beskrevne apparat er gjort klar til at påvirke laseren i afstandsmåleren til at afgive én eller flere lysimpulser ved at jævnspænding påtrykkes tilslutningerne 3, således at kondensatoren Cl oplades til højspænding af højspæn-25 dingsaggregatet 2. Spændingsdeleren RI, R2, R3 med omskifteren 5 åben leder en del af spændingen U til en af indgangene på reguleringsforstærkeren 4. Spændingen U holdes på en sådan værdi, at den fra spændingsdeleren tilbagekoblede spænding til reguleringsforstærkeren bliver lig med den konstan-30 te spænding REF.

Ved at koble jævnspænding til tilslutningerne 10 oplades også den med triggertransformeren 6 forbundne kondensator 7. Apparatet er nu klart til at udløse lysimpulser fra laseren.

35 Med en jævnspænding påtrykt tilslutningen 9 gøres ty ristoren 8 ledende. Kondensatoren 7 aflades derefter med et

DK 153184B

4

O

strømstød gennem den ene vikling på triggertransformeren 6.

I dennes anden vikling induceres en højspænding, hvorved dens frie pol 11 giver anledning til et elektrisk felt, som er indrettet til at påvirke blitzlampen 1. Derved udløses et 5 glimt i blitzlampen, og kondensatoren Cl's ladning udlades i en strøm gennem denne.

Lysglimtet fra blitzlampen påvirker laseren til at afgive en lysimpuls. Med den valgte spændingsdeling i spændings-deleren RI, R2, R3 er spændingen U over kondensatoren Cl nem-10 Hg netop blevet så høj og glimtet fra blitzlampen blevet netop så stærkt, at laseren afgiver kun én lysimpuls.

Hvis apparatet i stedet for gøres klar til at afgive en glimtimpuls med omskifteren 5 sluttet, bliver den del af spændingen U, som føres tilbage til reguleringsforstærke-15 ren 4 mindre end før, og spændingen reguleres til en højere værdi end i det foregående tilfælde. Spændingen U er i dette tilfælde valgt så høj og glimtet fra blitzlampen 1 bliver så stærkt, at laseren vil afgive to lysimpulser inden for et kort tidsinterval.

20 Afstandsmålerens optik er indrettet til at reflektere en lille del af laserens afgivne lysimpulser til afstandsmålerens lysmodtager. Refleksionen af den først afgivne lysimpuls igangsætter, som altid, afstandsmålerens tidsmåling. Refleksionen af den anden fra laseren afgivne lysim-"" 25 puls opfattes i afstandsmåleren på samme måde som en fra et mål reflekteret lysimpuls og vil standse tidsmålingen.

Det forløbne tidsinterval fra igangsætning til standsning omregnes til en afstand.

På den beskrevne måde og med det beskrevne apparat 30 er det således blevet kontrolleret, at afstandsmåleren kan afgive laserimpulser, at dens lysmodtager kan modtage reflekteret laserstråling og at dens tidsmålingskredsløb fungerer og kan angive en afstand.

Det er almindeligt ved den beskrevne funktionsprø-35 ve at spændingen over kondensatoren Cl er valgt således, at tidsintervallet mellem de to lysimpulser er nominelt 30 yxs

O

5

DK 153384 EJ

svarende til en måleafstand på 4500 meter. Andre indstillinger af tidsinterval og måleafstand er naturligvis også mulige. For en og samme afstandsmåler kan tidsintervallet ved f forskellige tilfælde variere op til -20%; funktionsprøven 5 egner sig derfor ikke til kontrol af afstandsmålerens præcision men alene til kontrol af afstandsmålerens rigtige funktion.

Kun meget enkelt yderligere udstyr kræves til funktionsprøven. Til prøven er kun modstanden R3 og omskifte-10 ren 5 blevet tilføjet, de øvrige komponenter i det beskrevne apparat hører normalt til laserafstandsmåleren. Modstanden R3 er indbygget i afstandsmåleren, medens omskifteren 5 indgår i en særlig hjælpeprøveenhed, som kan forbindes med afstandsmåleren ved hjælp af et forbindelsesorgan 12. Al-15 ternativt kan omskifteren 5 være indbygget i afstandsmåleren og være indrettet til at være omstillelig ved hjælp af en trykknap på afstandsmåleren.

Funktionsprøveapparatets funktion bygger på den egenskab hos den passive Q-switchede laser, at når spændingen U 20 på kondensatoren Cl ligger inden for et givet område, afgiver laseren kun en enkelt lysimpuls ved kondensatorens udladning, medens når spændingen U øges, afgiver laseren mere end én lysimpuls; med voksende spænding U forøges antallet af lysimpulser til 2, 3 eller endnu flere. At en laser i vis-25 se tilfælde afgiver mere end én lysimpuls er ofte en ulempe, men ved fremgangsmåden og apparatet til funktionsprøvning er denne ellers uønskede egenskab ved laseren udnyttet til en fordel.

Også prøveapparater, der er udstyret med organer sva-30 rende til de beskrevne, anses for at være omfattede af de efterfølgende patentkrav. Spændingsdeleren kan f.eks. være udført med kondensatorer i stedet for med modstande.

35

Claims (6)

1. Fremgangsmåde til at funktionsprøve en laserafstandsmåler med hensyn til dens blitzlampe og lysmodtager samt dens afstandsmålende og afstandsangivende kredsløb, 5. hvilken indgår en laser til at afgive lysimpulser, en blitzlampe (1) til at igangsætte afgivelse af lysimpulser fra laseren, en kondensator (Cl) til oplagring af elektrisk energi til blitzlampen, et regulerbart højspændingsaggregat (2) til opladning af kondensatoren (Cl) til en valgt 10 jævnspænding (U), og en optisk indretning til at reflektere en lille del af laserens afgivne lysimpulser til afstandsmålerens lysmodtager, kendetegnet ved hævning af højspændingsaggregatets (2) afgivne jævnspænding (U) til en så høj værdi, at laseren påvirkes til at afgive 15 to lysimpulser med kort tidsinterval i stedet for normalt en enkelt lysimpuls, hvilke lysimpulser i afstandsmåleren tydes som en fra måleren udsendt lysimpuls og en modtaget, reflekteret lysimpuls.

2. Fremgangsmåde ifølge krav 1 ved en laserafstands-2o måler, hvor det regulerbare højspændingsaggregat (2) er forbundet med et variabelt tilbagekoblingskredsløb (4, RI, R2, R3) til regulering af dets afgivne jævnspænding (U) til en valgt værdi, kendetegnet ved hævning af højspændingsaggregatets (2) afgivne jævnspænding 25 til nævnte højere værdi ved kortslutning af en del af en i tilbagekoblingskredsløbet indgående spændingsdeler ved hjælp af en til prøvningen indrettet omskifter (5).

3. Apparat til funktionsprøvning af en laserafstandsmåler, med hensyn til dens blitzlampe og lysmodta-30 ger samt dens afstandsmålende og afstandsangivende kredsløb, i hvilken indgår en laser til at afgive lysimpulser, en blitzlampe (1) til at igangsætte afgivelse af lysimpulser fra laseren, en kondensator (Cl) til oplagring af elektrisk energi til blitzlampen, et regulerbart højspæn-35 dingsaggregat ^2) til opladning af kondensatoren (Cl) til en valgt jævnspænding (U), og en optisk indretning til at O DK 153184B reflektere en lille del af laserens afgivne lysimpulser til afstandsmålerens lysmodtager, hvilket apparat er k endete g n e t ved en omskifter (5) til at hæve højspændingsaggregatets (2) afgivne jævnspænding (U) til en så 5 høj værdi, at laseren påvirkes til at afgive to lysimpulser med kort tidsinterval, hvorved afstandsmåleren er indrettet til at tyde den første lysimpuls som en fra måleren udsendt lysimpuls og den anden som en modtaget, reflekteret lysimpuls.

4. Apparat ifølge krav 3 ved en laserafstandsmåler, hvor det regulerbare højspændingsaggregat (2) er forbundet med et variabelt tilbagekoblingskredsløb (4, RI, R2, R3) til regulering af dets afgivne jævnspænding (U) til en valgt værdi, kendetegnet ved, at 15 omskifteren (5) er indrettet til at kortslutte en del af det variable tilbagekoblingskredsløb (4, RI, R2, R3).

5. Apparat ifølge krav 3 eller 4 ved en laseraf- · standsmåler, hvor det regulerbare højspændingsaggregat (2) er forbundet med et variabelt tilbagekoblingskredsløb 20 (4, Ri, R2, R3) til regulering af dets afgivne jævnspæn ding (U) til en valgt værdi, kendetegnet ved, at der i tilbagekoblingskredsløbet indgår en sammenlignende forstærker (4), hvis ene tilslutning tilføres en konstant referencespænding (REF) og hvis anden tilslutning via 25 en spændingsdeler (RI, R2, R3) tilføres en valgt del af højspændingsaggregatets (2) spænding (U).

6. Apparat ifølge krav 5, kendetegnet ved, at spændingsdeleren (RI, R2, R3) er sammensat af modstande. 30 35