ЛАЗЕРНЫЙ НИВЕЛИР

Лазерный нивелир
Полезная модель относится к области геодезического приборостроения, в частности к лазерным приборам для нивелирования, и может быть использована при строительстве зданий, промышленных сооружений, а также при монтаже технологического оборудования.
Известны аналогичные устройства для нивелирования зарубежных стран (Германия, заявка № 4012674, опубл. 11.07.91; Япония, заявка № 641723, опубл. 12.01.89; Япония, заявка № 4-7809, опубл. 13.02.92; Япония заявка № 5-5285, опубл. 22.01.93) содержащие лазер, корпус, телескопическую систему, механические компенсаторы, подвешенные на подшипниках или торсионах, и оптический элемент отклонения лазерного луча.
К недостатку указанных выше устройств относится наличие в компенсаторах механических узлов (подшипников, торсионов, воздушных или магнитных демферных устройств), которые приводят к снижению точности измерения, например, за счет трения в подшипниках или деформации торсионов при изменении температуры и так далее.
От указанного недостатка свободен лазерный нивелир по патенту Российской Федерации № 1699234 (опубл. 20.10.96). Лазерный нивелир содержит лазер, корпус с закрепленной в нем телескопической
системой и жидкостным компенсатором, и оптический элемент отклонения лазерного луча. Жидкостный компенсатор выполнен в виде двух открытых ампул. За жидкостным компенсатором через воздушное пространство расположен оптический элемент отклонения лазерного луча. Причем телескопическая система, жидкостный компенсатор и оптический элемент отклонения лазерного луча расположены на одной оптической оси.
Данный лазерный нивелир наиболее близок к заявляемому устройству и выбран за прототип.
Запатентованное техническое решение прототипа имеет недостаток. При работе жидкостный конденсат, образующийся в открытом воздушном пространстве над жидкостным компенсатором, смачивает оптический элемент отклонения лазерного луча. Это приводит к рассеиванию лазерного пучка выходяп ;его из нивелира. В результате ухудшается его видимость, что создает неудобства в работе оператора и может снизить быстроту и точность измерений.
Заявляемая полезная модель решает задачу повышения быстродействия и удобства работы оператора.
Для решения поставленной задачи лазерный нивелир содержит лазер, корпус с закрепленной в нём телескопической системой и жидкостным компенсатором, оптический элемент отклонения лазерного луча, расположенный на одной оптической оси с телескопической системой.
выполнение жидкостного компенсатора с оптически прозрачной боковой стенкой. При этом угол падения лазерного луча внутри жидкости относительно её поверхности больше или равен предельному углу полного внутреннего отражения, а жидкостный компенсатор закреплен в корпусе со смещением относительно оптической оси, но с возможностью оптического сопряжения с ней.
Наличие в заявляемой полезной модели указанной выше совокупности суп ;ественных признаков исключает рассеивание выходного лазерного пучка. Благодаря четкости и яркости выходного лазерного пучка
измерение производится оператором более быстро и точно.
% Заявляемый лазерный нивелир иллюстрирует схема в проекции на
вертикальную плоскость.
Лазерный нивелир состоит из лазера 1, жидкостного компенсатора 2, отклоняющего зеркала 3, телескопической оборачивающей системы 4 и головной призмы 5. Жидкостный компенсатор 2, отклоняющее зеркало 3 и телескопическая оборачивающая система 4 закреплены на кронштейне 6, который установлен внутри корпуса 7 нивелира. В компенсаторе использована жидкость с заданным коэффициентом оптического преломления света для длины волны используемого лазера. На боковой поверхности компенсатора имеется два отверстия, которые закрыты плоскопараллельными пластинками. Лазер 1 закреплен таким образом, что угол падения лазерного луча а внутри жидкости относительно её поверхности
/.
больше или равен предельному углу полного внутреннего отражения. Головная призма 5 установлена в корпусе 7 с возможностью поворота вокруг оптической оси оборачивающей телескопической системы 4.
Лазерный нивелир работает следующим образом.
Луч лазера 1 направляется в жидкостный компенсатор 2 и, полностью отразившись от поверхности жидкости, направляется на отклоняющее зеркало 3. Затем, пройдя телескопическую оборачивающую систему 4, он развертывается головной призмой 5 в горизонтальную плоскость. Приведение луча лазера в горизонтальную плоскость при наклонах нивелира осуществляется автоматически за счет использования жидкостного компенсатора. При этом, в отличие от прототипа, луч лазера сохраняет свою резкость и яркость, не рассеиваясь на смоченных жидкостью поверхностях оптических деталей.
Заявляемая техническая схема реализована в конструкторской документации лазерного нивелира-автомата НЛ-20К нашего объединения.