Разработка и применение методов лазерной метрологии при создании адронного калориметра установки АТЛАС и их дальнейшее развитие для контроля положения крупномасштабных физических установок

• Автор: Ляблин, Михаил Васильевич
• Шифр специальности: 01.04.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Дубна
• Количество страниц: 168 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1.Физические основы распространения лазерного луча в пространстве

1.1 Введение

1.2 Расходимость и коллимация лазерного луча

1.3 Предельная точность измерения пространственного положения оси лазерного луча

1.4 Внешние ограничения на стабильность положения оси лазерного

1.5 Выводы

ГЛАВА 2. Лазерная измерительная система

2.1 Введение
2.2 Идеология Лазерной измерительной системы
2.3 Метрологическая схема ЛИС для обмера плоскостей
2.4 Методика измерения твистированных поверхностей
2.5 Метрологическая схема ЛИС для проведения 3D измерений
2.6 3D геометрический объект: способ «измерения на объекте» при помощи выносных измерительных станций
2.7 Измерения on-line при помощи ЛИС
2.8 ЛИС, как следующий шаг в развитии теодолитной системы
2.9 Выводы
ГЛАВАЗ. Применение лазерной измерительной системы для контролируемой высокоточной сборки адронного калориметра
АТЛАС
3.1 Введение
3.2 Применение ЛИС при изготовлении крупногабаритных модулей адронного калориметра АТЛАС
3.3 Измерение геометрических размеров модуля

3.4 Обработка данных измерений и представление информации по обмеру модулей
3.5 Юстировка модуля в процессе его сборки
3.6 Конструктивные особенности ЛИС, применявшейся при юстировке и обмере модулей
3.7 Сравнение результатов обмера модуля №7 при помощи ЛИС в Дубне и после его транспортировки в ЦЕРН
3.8 Суммарные результаты по точности изготовлению 65 модулей барреля адронного калориметра АТЛАС
3.9 Сравнение измерения геометрии модуля №8 при помощи ЛИС и фотограмметрического метода в ЦЕРН
3.10 Использование ЛИС при определении ЗБ геометрических параметров модулей внешнего барреля адронного калориметра АТЛАС
3.11 Сборка барреля
3.11.1 Особенности сборки барреля
3.11.2 Метрологическое обеспечение сборки барреля
3.11.2 Явление изгибной деформации прокладок при сборке барреля
3.11.4 Предсказательная сборка барреля с учётом деформации прокладок
3.11.5 Алгоритм вычисления геометрических параметров собираемого барреля
3.12 Выводы
ГЛАВА 4. Распространение лазерного луча в воздушной среде
4.1 Введение
4.2 Распространение лазерного луча на расстояниях 1-100м в открытой воздушной среде
4.3 Использование экранирующей трубы
4.4 Экспериментальное исследование влияния воздушной среды на распространение лазерного луча в открытой трубе на расстоянии 9м

4.5 О стоячей волне, как факторе подавления турбулентного движения воздуха в трубе
4.6 Измерение неопределенности пространственного положения оси лазерного луча после прохождения трубы длиной 10м
4.7 Исследование стоячих звуковых волн в акустическом резонаторе
(трубе)
4.71 Эксперимент при длине трубы L=34m, один конец закрыт
заглушкой
4.7.2 Эксперимент при длине трубы L=5 м, оба конца открыты
4.7.3.Выводы
4.8 Распространение лазерного луча в воздушной атмосфере в закрытой трубе на расстояние 1-68м
4.9 Выводы
ГЛАВА 5. Применение одномодового лазерного луча в качестве реперной линии для on-line контроля длинномерных физических объектов
5.1 Введение
5.2 Реперные точки и реперные линии
5.3 Определение СК в системе реперных точек
5.4 Лазерные реперные линии как элемент Network
5.5 Долговременная угловая стабильность лазерных реперных линий
5.6 Использование лазерных реперных линий для удаленной установки реперной точки
5.7 Организация длинных реперных линий
5.8 Практические приемы в организации длинной лазерной
реперной линии
5.9 Влияние неточности изготовления оптических элементов на позиционирование лазерного луча в ЛРЛ
5.10 Выводы
ВЫВОДЫ К ДИССЕРТАЦИИ
БЛАГОДАРНОСТИ

является достаточно большие геометрические размеры в сочетании с необходимостью прецизионного контроля его составных частей.
Примером такого объекта является спектрометрический комплекс АТЛАС. При эксплуатации детектора возникает необходимость
дистанционного контроля положения его элементов. Это может быть осуществлено при помощи описанной выше методики.
2.8 ЛИС как следующий шаг в развитии теодолитной системы.
Теодолитная система имеет длинную историю развития и зарекомендовала себя как эффективный высокоточный измерительный прибор. Тем не менее, в этой системе есть существенный недостаток — зависимость точности измерений от квалификации оператора. Существует также временная норма работы оператора, после которой, вследствие утомляемости, снижается точность измерений. Убрать зависимость точности измерений от состояния оператора — насущная необходимость в реализации следующего поколения теодолитной системы. Идеология, заложенная в ЛИС, позволяет полностью решить эту проблему.
Действительно, если в качестве мишени, используемой в теодолитных системах, применить квадрантный фотоприёмник, а вместо теодолитной трубки - лазер, то получается новая измерительная связка, в которой не требуется присутствие оператора (Рис. 18).
Рис.18 Одновременные измерения расстояния от лазера до ПФУ и угловых координат лазерного луча в ЛИС.