激光指向仪使用方案

激光指向仪简介

激光指向仪是指利用激光器产生的光源进行指向的仪器。它采用电源模块给激光模组供电，由激光模组产生红、绿、蓝三种激光光源，经过由目镜组、物镜组组成的光学镜筒进行放大和聚焦形成激光斑点，起到放线、定位、指向，提供准直线等的作用。目前我项目所采购的为神华YHJ-800型，有效射程800米（红光），环境温度-10℃~+40℃。没有储备电源，一旦断电则无法正常使用。

激光指向仪安装及工作原理

激光指向仪采用低功耗半导体激光器发出激光，通过光学系统会聚，使其成为高度准直的激光束，通过水平和垂直微调，完成指向工作。以800米激光指向仪为例，它采用交直流24～260伏输入、直流3伏输出的具有软启动功能的电源模块给激光模组供电，由激光模组产生的（635nm红光、532nm绿光、405nm蓝光）激光光源，经过由目镜组、物镜组组成的光学镜筒进行放大和聚焦,在800米处形成直径5 0毫米的斑点,这就是800米激光指向仪。该激光指向仪随着射程小于500米，光斑也随着逐渐变小，在300米处光斑达到15毫米，800米处达到40毫米，由于射程

由远到近，激光穿透空气介质能力逐渐加强，亮度得到提高，光

斑也变得更加稳定，当射程在0～800处时光斑稳定无漂移。>

激光指向仪的安置

激光指向仪在每次使用前,首先应对激光指向仪的电

源,发光情况以及各调节机构进行检查。

激光指向仪可安放在巷道中央的工字钢上,用四根锚

杆固定的框架上,巷道中央的石垛上,两帮的悬臂架上。利用它来

同时指示巷道中线和腰线时,必须使光束在水平面内位于巷道的

中线方向上,在倾斜面内位于巷道的腰线方向上

实地安置步骤如下:

(1) 选择A,B,C三个中线点。

(2) 在A,B,C三点上悬挂垂球线,并用水准仪在垂球线上标出腰线的位置。

(3) 将激光指向仪安置在B点之后3-5m的巷道中部的锚杆上,固定后,打开激光指向仪。

(4) 根据A,B,C点组成的中线,调节水平微动螺旋,使光束中心准确地通过B,C点所挂的垂球线。

(5) 调节垂直方向微动螺旋,使光束中心至B,C两处垂球线上腰线位置的距离d相等.光束在水平面内的方向即为巷道的中线方向,在倾斜面内的方向即为腰线方向。激光指向仪主要由激光器,光学系统,防爆壳体和悬挂调节机构等部件组成。用于矿山巷道掘进时，它主要是指向定位以及公路、铁路、涵洞、桥梁、高层建筑、管道安装的定位、准直等。

激光指向仪既可安置在巷道顶部，使激光光束和巷道中线重合，也可以安置在巷道边墙上，使

激光光束和巷道中线平行。激光指向仪安置在巷道顶部则安装和调试都比较困难，所以通常安置在

巷道边墙上，方便调试和使用。技术参数为：

指向距离： 800m；可调光斑直径：Φ≦40mm（500m处）；工作电压： JD-2型非防爆电源（可直接接入 AC220V电源）；工作电流： 60mA；激光功率： 2.4mW；光束调节范围：水平±10（粗调任意），倾斜±10（粗调任意）；水平位移调节：±30mm；垂直位移调节：依锚杆长度而定；仪

器重量：1.7kg。

如图 1所示，将直径为 22mm的两根锚杆埋设在巷道的边墙上，锚杆的高度距地面不小于 2m，

埋入边墙的深度不短于 50cm，外露的长度在安置仪器后不应妨碍运输和行人。用拉杆将两根锚杆连接在一起,以增强稳定性。激光指向仪通过接合器悬挂在锚杆下方并固定。

1.2激光指向仪的调试

在巷道内调试激光指向仪需要全站仪的配合，根据巷道线型的不同分两种部分。

1）直线巷道

在直线巷道内安置的激光指向仪应满足： ①激光光束和巷道中线平行； ②激光光束的坡度和巷道坡度一致。为调试和计算的方便，一般以巷道中线为 X 轴建立直角坐标系，并将里程值作为其坐标值。

如图 2所示，激光指向仪安置在巷道一侧边墙上。打开激光指向仪电源开关，先将激光指向仪的激光光束调整到和巷道中线大致平行，然后在前方设置两个激光接收耙 A ，B 。要求 A 靶接近激光指向仪，B 靶接近巷道工作面，分别在 A ，B 接收靶上得到激光斑点 1和 2。

在巷道内控制点上安置全站仪，分别在激光斑点 1，2上安置反射片（或微型棱镜），测定 1，2两点坐标和调和分别为 1（x 1,y 1,h 1）,2(x 2,y 2,h 2),设巷道坡度为 i ，则 2点水平方向修正值为：

△y=y 2-y 1 2点竖直方向修正值为

△h=h 2-h 1-i(x 2-x 1)根据△y 和△h 的大小，微调激光指向仪使 B 靶上的 2点移动到

2′点。

由于 1点并不是激光指向仪的几何中心，所以 2点的修正值 △y 和△h 是近似值，故需要重复上述过程对 2′点进一步修正。一般 2-3次修正，即可使激光光束既平行于巷道中线，又和巷道坡度一致。

2）曲线巷道

在曲线巷道中，不能满足激光光束和巷道中线平等的条件，只需将激光光束的坡度调整到和巷道坡度一致即可。

如图 3所示，在巷道的曲线外侧边墙上安置激光指向仪。打开激光指向仪电源开关，将

激光指向仪的激光光束调整到和巷道中线

方向大致一致并和仪器在曲线同侧。按照

直线巷道内同样的方法设置激光接收靶 A 、

B ，在 A 、B 接收靶上分别得到激光斑点 1

和 2。在巷道内控制点上安置全站仪，测

定 1，2两点的坐标和调和分别为 1

（x 1,y 1,h 1）,2(x 2,y 2,h 2),设巷道坡度为 i ，则 2点竖直方向修正值为：

△h=h 2-h 1-i(x 2-x 1)

由于 1点并不是激光指向仪的几何中心， (x 2-x 1)也不是 1、2两点间的里程差，所以 2点的修正值 △h 是近似值，故需要重复上述过程 2-3次，对 2点进一步修正，使激光光束的坡度和巷道坡度一致。

用激光指示巷道掘进方向

[2]

1）直线巷道 如图 4

所示，在直线巷道内安置的激光指向仪经过调试，满足了激光光束和巷道中线平行、激光