Патент на лазерный инклинометр для регистрации угловых наклонов земной поверхности
Патенты, 02 февраля 2021
Отдел лицензий и интеллектуальной собственности ОИЯИ сообщает, что 14 января 2021 года Объединенным институтом ядерных исследований был получен патент на изобретение «Лазерный инклинометр для длительной регистрации угловых наклонов земной поверхности». Авторами работы являются Будагов Юлиан Арамович, Ляблин Михаил Васильевич.
Поздравляем авторов с получением патента на изобретение!
Подробнее об изобретении
Изобретение относится к контрольно-измерительной технике. Может быть использовано для прецизионного измерения угловых наклонов земной поверхности в условиях внешней температурной нестабильности окружающей среды. Устройство состоит из неподвижной платформы, закреплённой на скальном грунте, на которой установлена на трех одинаковых позиционерах подвижная платформа. На подвижной платформе (ПП) закреплены лазер, кювета с жидкостью, фокусирующая линза, позиционно-чувствительное фотоприемное устройство (ПЧФУ), а также блок обработки. При наклоне земной поверхности лазерный луч, отраженный от жидкости, изменяет свое угловое положение, что регистрируется и обрабатывается ПЧФУ и блоком обработки. При изменении внешней температуры возникают нежелательные смещения лазерного луча.
В изобретении используются следующие терморезистивные элементы:
1. Линза, фокусирующая лазерный луч на ПЧФУ. После прохождения линзы лазерным лучом его параллельное смещение не влияет на положение фокуса. Вместе с тем изменение сигнального углового наклона луча сохраняется. Это обстоятельство исключает влияние параллельного шумового смещения лазерного луча на результаты измерения.
2. Одинаковые опорные позиционеры. Они выставляют поверхность подвижной платформы в параллельное положение с поверхностью неподвижной платформы, и при температурном изменении окружающей среды не происходит нежелательного наклона подвижной платформы. Это делает измерения углов наклона поверхности Земли температурно-независимыми.
Технический результат — повышение температурной резистивности измерений угловых наклонов земной поверхности, что позволяет использовать устройство в условиях значительных температурных изменений окружающей среды.
Обращаем Ваше внимание
До публикации статьи о своей научно-технической разработке сотрудники ОИЯИ могут обратиться в Отдел лицензий и интеллектуальной собственности для оформления заявки на патент.
Адрес: площадка ЛЯП, корп. 113, 1-й этаж, комн. 101-103
e-mail: grlan@jinr.ru
тел.: +7 (496) 216-58-62, 216-29-90.
Об инклинометре и работе Метрологической лаборатории ЛЯП ОИЯИ
Самые ожидаемые и прорывные результаты современной физики сейчас получают на установках мегасайенс: огромных коллайдерах, антеннах, телескопах. При этом ученые исследуют события и явления, которые чрезвычайно сложно измерить и зафиксировать. Поэтому так важна согласованная работа всех частей и элементов научных установок и минимизация воздействия внешней среды на результаты.
Сектор лазерной метрологии НЭО множественных адронных процессов ЛЯП ОИЯИ работает над созданием и усовершенствованием инструментов, которые решают эти задачи.
Мы уже не раз писали об одном из них: прецизионном лазерном инклинометре — уникальном приборе для измерения угла наклона объекта относительно гравитационного поля Земли.
Работа над прибором началась в 2010 году. В 2012 году Ю. А. Будаговым и М. В. Ляблиным был получен патент РФ № 2510488 «Устройство для измерения угла наклона». За прошедшие годы испытаны прототипы устройства, затем четыре прибора размещены на траектории Большого адронного коллайдера (CERN), в 2018 году один экземпляр установлен в туннеле Гарнийской геофизической обсерватории (Армения). С августа 2019 года инклинометр запущен в комплексе гравитационной антенны европейского эксперимента VIRGO.
Читайте также статью авторов изобретения
Работа над усовершенствованием прибора с выведением его в малосерийное производство ведется в Метрологической лаборатории ЛЯП ОИЯИ и во время второй волны пандемии COVID-19, — рассказал руководитель Сектора лазерной метрологии Михаил Васильевич Ляблин.
Задача ученых — сделать прибор малогабаритным насколько это возможно, не потеряв при этом его качеств. Компактный размер как раз и позволяет размещать прибор в гравитационных антеннах. К лету 2021 года планируется произвести десять малогабаритных инклинометров.
Следующая амбициозная задача Сектора — поставить инклинометры для гравитационного телескопа нового поколения, так называемого телескопа Эйнштейна.
Будущий телескоп потребует от 30 до 50 приборов, и именно благодаря разработке Сектора лазерной метрологии наш институт может получить возможность войти в будущий европейский мегапроект.
При этом придется усовершенствовать инклинометр так, чтобы он смог работать при температуре жидкого неона — до такой отметки будут охлаждены зеркала будущего телескопа для уменьшения теплового шума. Задача сложная и неординарная, и работы по ее решению начнутся в этом году.
Иван Бедняков, Михаил Ляблин, Алексей Кузькин в Метрологической лаборатории ЛЯП ОИЯИ
Иван Бедняков, Юлий Клемешов в Метрологической лаборатории ЛЯП ОИЯИ