Лазерний далекомір
Номер патенту: 96510
Опубліковано: 10.11.2011
Автори: Мачехін Юрій Павлович, Зайченко Юрій Дмитрович, Купко Володимир Семенович
Формула / Реферат
Лазерний далекомір, що містить напівпровідниковий лазер накачки, клиновий юстувальний механізм, ділильну пластину, вихідний об'єктив, які розташовані на одній оптичній осі, дві фокусувальні лінзи, фотоприймач опорних імпульсів, фотоприймач вимірювальних імпульсів, приймальний об'єктив, причому одна фокусувальна лінза і фотоприймач опорних імпульсів розташовані за ходом відбитого від ділильної пластини променя, а друга фокусу- вальна лінза і фотоприймач вимірювальних імпульсів - за ходом променя, що йде від приймального об'єктива, який відрізняється тим, що він містить волоконний кільцевий лазер, вхід якого з'єднаний з виходом напівпровідникового лазера, а вихід - з електрооптичним затвором, який керується мікропроцесорним блоком та слугує для перекривання осі випромінювання, при цьому в схему далекоміра також додатково введені два перетворювачі імпульсів, вхід одного з них з'єднаний з виходом фотоприймача опорних імпульсів, а іншого - з виходом фотоприймача вимірювальних імпульсів, причому з виходів перетворювачів імпульсів на вхід мікропроцесорного блока подаються електричні імпульси стандартної форми та тривалості.
Текст
Лазерний далекомір, що містить напівпровідниковий лазер накачки, клиновий юстувальний механізм, ділильну пластину, вихідний об'єктив, які розташовані на одній оптичній осі, дві фокусува C2 1 3 лові імпульси. Вони попадають на клиновий юстувальний механізм, який компенсує відхилення осі променя від напрямку геометричної осі випромінювача, і далі на світлоділильну пластину, частково проходять крізь неї на формувальну оптичну систему, частково відбиваються і надходять на формувальну лінзу і далі на фотоприймач опорних імпульсів. Сформовані світлові імпульси направляються на об'єкт, до якого необхідно виміряти відстань. Необхідно відмітити, що тривалість імпульсу визначає роздільність та точність вимірювань. Імпульси, які відбиваються від об'єкта, надходять на приймальний об'єктив приймально-спостережної системи, і, відбившись від світлоділильного кубика призмового блока цієї системи, надходять на фотоприймач інтервальних імпульсів. Електричні сигнали з виходів фотоприймачів надходять на вхід блока вимірювача часових інтервалів, де за парами вхідних імпульсів (опорний та інтервальний) формується часовий інтервал. Виміряна відстань спостерігається за допомогою окуляра. Для автоматизації процесу вимірювання замість візуальної індикації може бути передбачена відповідна сервосистема. До недоліків прототипу слід віднести те, що імпульсний режим досягається шляхом вмикання та вимикання живлення. Крім того, довжина хвилі випромінювання далекоміра має негативний вплив на зір людини та тварин, поглинається в атмосфері. В основу винаходу поставлена технічна задача створити малогабаритний далекомір зі збільшенням точності та діапазону дальності вимірювань за рахунок використання коротких імпульсів волоконного лазера. Ця задача вирішена наступним чином. В лазерному далекомірі, що містить напівпровідниковий лазер накачки, клиновий юстувальний механізм, ділильну пластину і вихідний об'єктив, які розташовані на одній оптичній осі, дві фокусувальні лінзи, фотоприймач опорних імпульсів, фотоприймач вимірювальних імпульсів, приймальний об'єктив, причому одна фокусувальна лінза і фотоприймач опорних імпульсів розташовані за ходом відбитого від ділильної пластини променя, а друга фокусувальна і фотоприймач вимірювальних імпульсів за ходом променя, що йде від приймального об'єктива, згідно з винаходом, в нього введений волоконний кільцевий лазер, вхід якого з'єднаний з виходом напівпровідникового лазера, а вихід - з електрооптичним затвором, який керується мікропроцесорним блоком та слугує для перекривання осі випромінювання. В схему далекоміра також додатково введені два перетворювачі імпульсів, вхід одного з яких з'єднаний з виходом фотоприймача опорних імпульсів, а іншого - з виходом фотоприймача вимірювальних імпульсів, при цьому з виходів перетворювачів імпульсів на вхід мікропроцесорного блока подаються електричні імпульси стандартної форми та тривалості. На Фіг.1 зображена структурна схема далекоміра. На Фіг.2 зображена часова діаграма вмикання каналів. 96510 4 Суть винаходу пояснюється схемою (фіг.1). Лазерний далекомір містить напівпровідниковий лазер 1, який використовується для накачки волоконного кільцевого лазера 2, на виході якого встановлений електрооптичний затвор 3, який керується мікропроцесорним блоком 10 та слугує для перекривання осі випромінювання. Після електрооптичного затвора за ходом оптичного променя встановлений клиновий юстувальний механізм 4, за яким розташована ділильна пластина 5, через яку одна частина випромінювання проходить на вихідний об'єктив 6 (в прототипі - формувальна оптична система), а інша - йде на вхід фотоприймача опорних імпульсів 8. Фокусувальні лінзи 7 та 13 розташовані за ходом випромінювання перед фотоприймачем опорних імпульсів 8 та фотоприймачем вимірювальних імпульсів 12 (в прототипі - фотоприймач інтервальних імпульсів) відповідно, перетворювачі імпульсів 9 та 11 знаходяться після фотоприймачів опорних 8 та вимірювальних 12 імпульсів і формують електричні імпульси стандартної форми та тривалості, які фіксуються в мікропроцесорному блоці 10. В далекомірі встановлений приймальний об'єктив 14 (в прототипі приймально-спостережна система). Робота далекоміра полягає у наступному. Після ввімкнення напівпровідникового лазера 1 в волоконному кільцевому лазері 2 формується режим синхронізації мод і, як результат, здійснюється генерація послідовності оптичних імпульсів трива12 14 лістю від 10- с до 10- с, частотний інтервал v може варіюватися від 20 до 100 МГц. Електрооптичний затвор 3 зачинений і випромінювання не надходить до вихідного об'єктива 6 пристрою. В момент запуску програми мікропроцесорного блока 10, від нього надходить сигнал на електрооптичний затвор 3, який відчиняється, і випромінювання проходить через клиновий юстувальний механізм 4, поділяється ділильною пластиною 5 і надходить до вихідного об'єктива 6 та на фотоприймач опорних імпульсів 8. Перетворювач імпульсів 9 приймає сигнали з фотоприймача опорних імпульсів 8 та формує електричні імпульси стандартної форми та тривалості, які фіксуються в мікропроцесорному блоці 10. Перший оптичний імпульс, який реєструється фотоприймачем опорних імпульсів 8, запускає лічильник часу і імпульсів у мікропроцесорному блоці 10. Через вихідний об'єктив 6 випромінювання надходить до об'єкта, відбивається від нього та через приймальний об'єктив 14 потрапляє до далекоміра. Коли на фотоприймач вимірювальних імпульсів 12 приходить перший імпульс (від моменту запуску), який відбився від об'єкта, то він зупиняє рахування імпульсів та часу. Кількість підрахованих імпульсів, які пройшли крізь фотоприймач опорного сигналу, дозволяє зробити грубу оцінку інтервалу часу розповсюдження оптичного випромінювання. Точне значення виміряного інтервалу часу встановлюється за часом між останніми імпульсами (n-им імпульсом на фотоприймачі опорних імпульсів 8 і імпульсом, який прийшов до фотоприймача вимірювальних імпульсів 12). За інтервалом часу між старт- і 5 стоп- імпульсами визначається відстань до об'єкта (фіг.2): n t, де n - кількість зареєстрованих імпульсів; - час між імпульсами; t - час, який відповідає дробовій частині довжини. Використання в лазерному далекомірі волоконного кільцевого лазера, в якому формується Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков 96510 6 режим синхронізації мод і здійснюється генерація 1214 імпульсів тривалістю 10- 10- с, електрооптичного затвору, перетворювачів імпульсів та мікропроцесорного блока, який виконує інтелектуальну роботу по підрахунку відстані до об'єкта, дозволяє усунути недоліки прототипу, збільшити точність вимірювань. Випромінювання здійснюється на довжині хвилі 1,55 мкм, що відповідає області прозорості атмосфери. Підписне Тираж 23 прим. Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюLaser range finder
Автори англійськоюZaichenko Yurii Dmytrovych, Kupko Volodymyr Semenovych, Machekhin Yurii Pavlovych
Назва патенту російськоюЛазерный дальномер
Автори російськоюЗайченко Юрий Дмитриевич, Купко Владимир Семенович, Мачехин Юрий Павлович
МПК / Мітки
МПК: G01C 3/08
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/3-96510-lazernijj-dalekomir.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Лазерний далекомір</a>
Попередній патент: Спосіб селективно-рециркуляційного розпилювання рідини і пристрій для його здійснення (варіанти)
Наступний патент: Багатоповерховий гараж
Випадковий патент: Спосіб ініціювання свердловинних зарядів вибухових речовин