G. Manzoni* SOMMARIO: Vengono descritti alcuni esperimenti preliminari alla progetta zione di un dispositivo di collimazione automatica medtante l’impiego di un laser He-Ne; le basi utilizzate sono state di 600 m in galleria, di 850 e 2700 m in atmosfera libera. | 1. Da diverso tempo è stato proposto [1] l'impiego del laser nell’'inge gneria civile quale sistema di collimazione semiautomatica od automatica; ciò è stato recentemente ribadito nel « Corso sulle applicazioni del laser nel l’ingegneria civile » tenuto all’Università Tecnica di Stoccolma, settembre 1973; anzi durante tale corso sono stati presentati sistemi di livellazione mediante laser sia già presenti sul mercato sia sperimentali [2].
L'Istituto di Geodesia e Geofisica dell’Università di Trieste ha intrapreso una ricerca per la registrabilità automatica della misura continua di movi menti altimetrici relativi; quale primo passo ha eseguito alcuni esperimenti di collimazione mediante fascio laser su basi di 600 m in galleria e di 850 e 2700 m all’aperto nel Carso Triestino; si sono utilizzati volutamente ed esclusivamente strumenti esistenti sul mercato in parte cortesemente pre stati dalla Siemens Elettra, ma assemblati in maniera originale. 2. In un laser a gas l’asse della cavità ottica risonante, o asse congiun. gente li centri di curvatura dei due specchi che la costituiscono, ha funzione simile all’asse di collimazione di un canocchiale astronomico dotato di reti colo; l’asse del fascio laser corrisponde alla linea di mira; rispetto a questa esso.ha però l'essenziale proprietà di trasportare energia e quindi di poter attivare un fotoricevitore.
Su di un caposaldo è stato posto un laser He-Ne Siemens LG 661 con potenza di uscita di 5mW e divergenza di 0,5 milliradianti; su di un altro caposaldo è stato piazzato un fotoricevitore Siemens LGE 9000 costituito da tre gruppi di fotocelle già collegate in modo da presentare una tensione di 12 V DC ad una delle tre uscite A, C, B corrispondenti alle posizioni Alto, Centrato, Basso, del fotoricevitore rispetto alla macchia laser su di esso incidente.
Il fotoricevitore è stato provvisto di un sistema di regolazione in altezza.
In atmosfera priva di turbolenza il fotoricevitore potrebbe essere colli mato dal laser con una precisione dipendente dalla divergenza del fascio laser, dall'energia che esso trasporta, dalla sua simmetria assiale e dal potere risolutivo del fotoricevitore.
La turbolenza invece provoca variazioni nella direzione dell'asse del fa (*) Istituto di Geodesia e Geofisica, Università di Trieste.
scio; per determinare la posizione del fotoricevitore rispetto alla macchia laser che lo colpisce è necessario registrare gli stati A, B, C e analizzare le registrazioni così ottenute. 3. Per la base di 600 m in galleria un registratore potenziometrico è stato (vedi fig. 1) collegato alle uscite A e B: il registratore registra un se gnale positivo (negativo) se il fotoricevitore, e quindi il supporto che lo sostiene, è Alto (Basso) rispetto alla macchia laser; l'uscita C non è stata collegata al registratore e quindi se questo rimane a zero può voler dire sia che il fotoricevitore è centrato rispetto alla macchia laser, sia che questa non lo colpisce affatto. BEAM RUE unità + | FOTORIVELATORI FLETTRONICA > © o— = gere [ee B | GE 9001 B 12°V “12 v | arr) CIA
Fig. l: Sistema di ricezione e registrazione impiegato nelle basi di 600 e 850 m.
L'effetto della turbolenza atmosferica è ben evidente nella figura 2 che riproduce parte della registrazione ottenuta sulla base di 600 m in galleria relativa a due stati del fotoricevitore posto a due quote differenti di 1 mm luna dall'altra.
Sempre all'esperienza su 600 m in galleria si riferisce la tabella T1 in cui sono riportate le percentuali dei tempi in cui il fotoricevitore si è trovato Basso oppure Alto rispetto alla macchia; le percentuali sono state calcolate sia per il primo minuto di registrazione che per il secondo minuto che per i primi due minuti di registrazione e ciò per quattro assetti del fotoricevitore
TABELLA TI primo secondo primi minuto minuto due minuti Basso Alto Basso Alto Basso Alto Assetto 1 82 3 74 2 79 3 Assetto 2 (+ 1 mm) 76 3 66 12 71 3 Assetto 3 (+ 1 mm) 10 72 69 20 37 48 Assetto 4 (+ 1 mm) 26 38 51 21 38 29 28
posto a quattro quote differenti di I mm l'una dall'altra; le percentuali mancanti sono relative allo stato zero del registratore, che, per quanto dettoprima, non corrisponde univocamente a fotoricevitore centrato._CENTRATOX®attoI |1 pollice =20 sec DEL LoronICEVITOREFig. 2: Spezzone di registrazione ottenuta sulla base di 600 m in galleria.TTT TT TTT 87 TXTZ=TT —_-0 I TT] | T| I | ' | . : ' ” . ITTT TTT TTT SL sn LL fpe e A le iPS SL LL Loria Le gioni som |__|BASE AURISINA-PONTÉ FERROVIA 850m i . ' i— Le 1 | IL LL |FOTORICEVITORE | ; n | i |AL 0 O abdi UTI) ! I ' Iit Ml ti AI Ientrato] Î I i RTtR ! ] È 1 i |“UL ALLA PMI RLABAgIC ALT NATI ITTICA RIA IR© diana mb ibiegaio pesi % PA RARE RITI, i4gFig. 3: Spezzone di registrazione ottenuta sulla base di 850 m in atmosfera libera.4, Per la base di 850 m in atmosfera libera è stato ancora impiegato ilsistema di registrazione descritto nel paragrafo precedente; l’effetto dellaturbolenza dà luogo ad una più elevata frequenza di spostamento della macchia laser sul fotoricevitore; ciò è evidente nella figura 3 in cui è stata riprodotta parte della registrazione.Nella tabella T2 sono riportate le percentuali dei tempi in cui il fotoricevitore si è trovato Basso oppure Alto rispetto alla macchia per 7 assetticonsecutivi del fotoricevitore posto a quote differenti di 1,5 mm: