Способ определения вертикальности протяженной конструкции
METHOD FOR DETERMINING THE VERTICALITY OF AN EXTENDED STRUCTURE

Изобретение относится к области проведения измерений и определения отклонений от вертикальности установки конструкций различной протяженности, в частности при проведении строительно-монтажных работ.
Известно защищенное патентом изобретение - аналог: патент №2597958, МПК G01C 1/00, 2014 год «Способ определения величины и направления крена резервуара вертикального цилиндрического» (Середович В.А., Середович А.В., Иванов А.В., Ткачева Г.Н.). В заявленном способе определения величины и направления крена резервуара вертикального цилиндрического геодезическим методом осуществляют горизонтальную разбивку внешней поверхности вышеупомянутого резервуара на пояса, в фиксированных местах по боковой внешней поверхности. Закрепляют специальные марки, производят построение цифровой точечной трехмерной (3D) модели внешней поверхности резервуара путем сканирования внешней поверхности резервуара при помощи наземного лазерного сканера с линейной дискретностью шага сканирования в пределах от 0,5 до 4 см, не менее чем с четырех сканерных станций на расстоянии от 15 до 25 м от резервуара. Выполняют объединение сканов между собой. Сканирование и обработку, позволяющие определять и анализировать пространственное положение оси относительно вертикали каждого пояса резервуара, производят каждый раз для каждого пояса, путем вписывания оптимальных моделей цилиндров на различных уровнях резервуара, соответствующих высоте каждого пояса. Определяют значения частных кренов относительно вертикали для каждого пояса, причем центральная точка на оси вписываемых цилиндров является положением центра его масс и будет соответствовать фактическому положению оси резервуара на уровне каждого пояса, при этом за исходное значение отсчета частных кренов принимается положение и ось на уровне первого пояса, величину крена резервуара и его направление вычисляют на основе величин частных кренов на уровне последнего (верхнего) пояса. Технический результат заключается в повышении точности и достоверности определения величины и направления крена резервуара. Недостатком способа является низкая оперативность измерений, что связано с необходимостью многократного сканирования поверхности резервуара и проведения последующих расчетов.
Известно защищенное патентом изобретение - аналог: патент №2581722, МПК G01B 11/16, 2015 год «Способ определения величин деформаций стенки резервуара вертикального цилиндрического» (Середович В.А., Середович А.В., Иванов А.В., Ткачева Г.Н.). В заявленном способе определения величин деформаций стенки резервуара производят сканирование внешней поверхности резервуара при помощи наземного лазерного сканера. Определяют пространственные координаты по осям X, Y, Z точек отражения лазерного луча от поверхности резервуара в условной системе координат. Выполняют регистрацию сканов между собой, производят обработку данных результатов наземного лазерного сканирования с помощью программного обеспечения, производят обработку данных результатов наземного лазерного сканирования с помощью программного обеспечения, позволяющего выполнить привязку сканов к заданной системе координат. Передают полученную цифровую информацию в компьютерную программу, производят построение цифровой точечной трехмерной модели внешней поверхности стенки резервуара, далее выполняют развертывание полученной объединенной цифровой точечной трехмерной модели на плоскость, получают развертку в виде плоской точечной модели поверхности, в которой координата Z показывает удаление любой точки от вертикальной оси вышеупомянутого резервуара, а также взаимное отклонение от вертикали между точками, выполняют построение карты деформаций боковой поверхности стенки резервуара в виде изолиний, оценивают характер и величину деформаций стенки резервуара путем сравнения фактических значений деформаций стенки по оси Z с требованиями нормативных значений. Технический результат - повышение точности и достоверности определения величин деформаций стенки резервуара вертикального цилиндрического.
Известно защищенное патентом изобретение - прототип: патент №2550317, МПК G01B 11/30, 2014 год «Способ измерения отклонений от плосткостности» (Качанов В.В., Иванов В.В.). Способ включает установку на рабочую поверхность плиты измерительного устройства, содержащего излучающий прибор, в качестве которого используют ротационный лазерный нивелир, создающий вспомогательную видимую плоскость, образованную при вращении в горизонтальной плоскости лазерного луча нивелира, и принимающий прибор, в качестве которого используют приемник лазерного излучения с цифровой индикацией значений отклонений, предварительно однократно настроив принимающий прибор на эталонной горизонтальной плите, перемещая его в вертикальном направлении до совмещения нулевой метки на фотоприемнике со вспомогательной видимой плоскостью излучающего прибора, а отклонение рабочей поверхности плиты от плоскостности определяется расстоянием между вспомогательной видимой плоскостью и нулевой меткой на фотоприемнике принимающего прибора. Недостатком способа - прототипа является невозможность его использования для определения вертикальности установки протяженной конструкции.
Целью предлагаемого изобретения является определение вертикальности протяженной конструкции.
Указанная цель достигается в заявляемом способе определения вертикальности протяженной конструкции, согласно которому на поверхности конструкции устанавливают источник и приемник лазерного излучения, вертикальность установки конструкции определяют по показаниям приемника лазерного излучения, причем источник и приемник лазерного излучения устанавливают в верхней части конструкции на минимальном расстоянии друг от друга и ориентируют вниз, в нижней части конструкции располагают зеркало, плавающее на поверхности жидкости, а вертикальность определяют по отраженному от зеркала лазерному излучению.
Обоснование реализуемости заявляемого способа заключается в следующем. Зеркальную поверхность наносят на поверхность плоскопараллельной пластины, выполненной из материала с удельным весом менее удельного веса жидкости, в которую погружена пластина. В отсутствии краевых эффектов поверхность жидкости и, следовательно, поверхность нанесенного на пластину зеркального покрытия будут ортогональны вертикали к поверхности Земли в данной точке. В указанном случае непосредственной близости источника и приемника лазерного излучения отраженный от зеркала лазерный луч попадет в приемник только при условии его распространения вдоль вертикали. Источник и приемник лазерного излучения, также емкость с жидкостью располагаются в одной плоскости, проходящей через ось устанавливаемой вертикальной конструкции, на одинаковом расстоянии от этой оси. В изложенной ситуации попадание отраженного лазерного луча в приемник отвечает случаю вертикальности устанавливаемой протяженной конструкции.
Таким образом, техническая возможность реализации заявляемого способа определения вертикальности протяженной конструкции не вызывает сомнений.