Laserowa dokładność

Technika laserowa pomiaru i pozycjonowania brzmi dość górnolotnie. Mogłoby się wydawać, że mamy do czynienia w tym przypadku z kosmiczną technologią. No i rzeczywiście kilkanaście lat temu tak było – bo któż by pomyślał o powszechnie dostępnych narzędziach pomiarowych do bezdotykowego pomiaru odległości – po prostu since fiction. A dziś pomiar odległości za pomocą urządzeń laserowych to standard – większość z nich ma dodatkowo zaimplementowane algorytmy obliczeniowe pozwalające na jednoczesne dokonywanie kalkulacji, a także wyznaczanie żądanych odległości wynikowych na podstawie dokonanych pomiarów. Ale pomiar odległości to nie wszystko. Grupa pomiarowych narzędzi laserowych jest bardzo rozbudowana i należą do nich urządzenia, które stają się powoli niezbędnikiem każdego fachowca.

Dalmierze

Podstawowym narzędziem pomiarowym każdego fachowca jest dalmierz laserowy. Jego zastosowania nikomu tłumaczyć nie trzeba, ale pewnie nie każdy zdaje sobie sprawę z mnogości funkcji tego urządzenia. Makita LD060P jest jednym z prostszych przedstawicieli laserowej techniki pomiaru odległości.

Jego teoretyczny zasięg to 60m, ale na tym etapie skupmy się na jego funkcjonalności , a nie parametrach technicznych. Oto przykładowe funkcje tej „zabawki”:

• Tradycyjny pomiar odległości pomiędzy punktem A i B.
• Pomiar odległości pomiędzy punktem A i B z punktu C. Oczywistym jest, że pomiar taki jest możliwy gdy punkt C znajduje się na wspólnej linii z punktami A i B – wystarczy skorzystać wówczas z zaimplementowanej funkcji dodawania dokonując pomiaru odcinka AC + CB. Ale istnieje również funkcja pośredniego pomiaru odległości AB, z punktu C leżącego nie współliniowo z punktami A i B. Wykorzystywane są do tego równania trygonometryczne. Pomiar jest dokonywany na dwa sposoby.
  
  Szukane odległości wymagają pomiaru kąta – i to dzięki tej funkcji  oraz wykorzystującemu ją inteligentnemu algorytmowi nasz dalmierz radzi sobie z takimi pośrednimi pomiarami odległości. Funkcja ta, może okazać się przydatną, choćby przy pomiarze wysokości otworu okiennego, do którego dostęp ze względu na wysokość jego umieszczenia jest utrudniony.
• Dość ciekawą funkcją jest pośredni pomiar odległości (długości), która w sposób bezpośredni jest niemierzalna ze względu na przeszkody, które występowałyby na drodze pomiaru.
  
• Posiada on również możliwość wyznaczania powierzchni  oraz kubatury pomieszczeń uruchamiane jednym przyciśnięciem klawisza – często funkcja ta jest niezbędna do szacowania zapotrzebowania budynku lub pomieszczenia na energię itp., oraz przede wszystkim do określania kosztów robocizny (kalkulowanych w m2).

To tylko niektóre – najbardziej popularne funkcje pomiarowe tego dalmierza.

Leica – prawdopodobnie lider wśród pomiarowych narzędzi laserowych w dalmierzu typu DISTO D5, którego zasięg pomiarowy wynosi do 200m posiada niezwykle przydatne udogodnienie. Musimy mieć bowiem świadomość, że pomiar na odległość nawet wspomnianych 200m jest możliwe, mimo, że nie jest możliwe dostrzeżenie punktu na obiekcie, do którego celujemy. Zjawisko takie występuje także przy znacznie mniejszych dystansach pomiarowych przy dużym natężeniu światła – czyli za zwyczaj na zewnątrz. Udogodnieniem jakie zastosowała Leica jest cyfrowy celownik, który rejestruje cyfrowy obraz obiektu do którego celujemy, wyświetla go na kolorowym wyświetlaczu, i zaznacza punkt
w którym wiązka pomiarowa pada na obiekt.

Dzięki temu pomiar jest precyzyjny, a przede wszystkim możliwy do wykonania w niekorzystnych warunkach.

Dlaczego laser, a nie ultradźwięki?

Oprócz dalmierzy laserowych dość popularnym rozwiązaniem są ich odpowiedniki wykorzystujące do pomiaru odległości technikę ultradźwiękową. Technika ta ma jednak istotną wadę w porównaniu do laserów. Laser charakteryzuje się bowiem dużym współczynnikiem skupienia wiązki laserowej, która pada na obiekt  tworząc na nim punkt, który dodatkowo pomaga nam określić prawidłowość celowania. Skrupulatni obserwatorzy zauważą z pewnością, że na im dalej umiejscowiony obiekt wiązka lasera pada, tym punkt ten jest większy. Oznacza to, że światło lasera ulega rozproszeniu, lecz w bardzo małym stopniu, który względem zakresu pomiarowego jest pomijalny. Dalmierze ultradźwiękowe mają ogromny współczynnik stożkowego rozproszenia fali ultradźwiękowej będącej nośnikiem informacji o mierzonej odległości. Pomiar w przestrzeni, w której występuje wiele przeszkód jest obarczony dużym błędem pomiarowym, gdyż fala ultradźwiękowa trafia nie tylko
w obiekt, który jest istotny dla naszego pomiaru, ale również inne obiekty, które generują zakłócenia.

Laser na wysokim poziomie

Nowoczesna technika pomiarowa, dostarcza nam również rozwiązania, pomagające zachować poziom. Pierwszym rozwiązaniem są elektroniczne poziomice. Oprócz wskazywania poziomu mają one również funkcje pomiaru kąta odchylenia od poziomu. Ich zaletą jest przede wszystkim precyzja określania poziomu. Nie zależy ona jak w przypadku tradycyjnych poziomic od trafności i zdolności postrzegania operatora. W przypadku nowoczesnych elektronicznych poziomic błyskawicznie otrzymujemy wartość kąta odchyłu i gdy ona jest równa zeru wtedy mamy pewność uzyskania poziomu. 0 stopni to zero stopni, a dokładność określenia, czy pęcherzyk powietrza w tradycyjnej poziomicy znajduje się w odpowiednim miejscu, jest kwestią, jeśli nie wątpliwą, to na pewno dyskusyjną.

Innymi urządzeniami służącymi do poziomowania są znaczniki laserowe, przede wszystkim tak zwane lasery krzyżowe, które za pomocą światła skupionego rzucają linię poziomą i/lub pionową na ścianę budynku, Dzięki temu znacznie łatwiej jest utrzymać poziom/pion w czasie montażu okien, drzwi czy jakichkolwiek innych elementów wymagających precyzyjnego usytuowania. Przykładem urządzenia umożliwiającego to będzie laser krzyżowy firmy GeoFennel FL 40 II HP, którego kupując wybieramy wysoką jakość w przyzwoitej cenie.

Jest to laser samopoziomujący o zasięgu działania 30m. Zasięg ten można zwiększyć korzystając z dodatkowego detektora.

Detektor umożliwia wykrycie wiązki lasera nawet jeśli nasze oko nie jest w stanie tego uczynić. Detektor taki będzie wydawał sygnał dźwiękowy, gdy promień lasera padnie na jego powierzchnię detekcyjną. Ponadto poinformuje nas czy wiązka laserowa pada dokładnie w punkcie oznaczonym jako 0, czy też nieco wyżej lub niżej. Dzięki temu detektorowi pracować możemy w odległości 80m od urządzenia FL 40 II HP. Lasery krzyżowe generalnie charakteryzują się możliwością wyświetlenia jednocześnie linii poziomej i pionowej. Nie można tego powiedzieć natomiast o laserach obrotowych służących za zwyczaj tylko do poziomowania. Mają one jednak jedną podstawową zaletę w stosunku do laserów krzyżowych, czy też liniowych. Można je umieścić na przykład w centralnym punkcie pomieszczenia, w którym mają się odbyć prace montażowe, a jego obrotowa głowica laserowa rzucać będzie wiązkę laserową dookoła obejmując prawdopodobnie wszystkie ściany, w związku z czym nie jest konieczne jego przestawianie w czasie pracy.

Głowica wiruje tak szybko, że złudzenie optyczne związane z niską częstotliwością odświeżania obrazu przez narząd wzrokowy człowieka powoduje, że widzimy linię, a nie przemieszczający po ścianach dookoła pomieszczenia punkt.

Jak zwykle wybór jest ogromny. Będziemy kuszeni wieloma propozycjami przy zakupie pomiarowych narzędzi laserowych. Pamiętajmy jednak, że dane katalogowe mówiące o dokładności pomiaru i zasięgu są prawdziwe, ale tylko w warunkach laboratoryjnych, a z pewnością nie są badane w dużym nasłonecznieniu, więc warto odwiedzić dealera i zapytać się o możliwość wykonania testu urządzenia w warunkach zbliżonych do typowych warunków pracy i na podstawie tych testów podjąć decyzję o ewentualnym zakupie.

Problemy z laserami

Tyczy się to przede wszystkim dalmierzy. Pomiar odległości jest niemożliwy lub może być niepoprawny w sytuacji, gdy wiązka pomiarowa pada na ciemną, a w szczególności czarną powierzchnię. Kolor czarny nie odbija światła, a wręcz je pochłania, co uniemożliwia dokonanie pomiaru. Ci, którzy pracują właśnie w takich warunkach powinni zwrócić uwagę, czy dalmierz jest standardowo wyposażony w tarczę celowniczą, która ze względu na swój biały kolor pomoże w pracach pomiarowych. Uwaga – nie celujmy też laserem w lustro – wyniki pomiaru na ogół odbiegają od rzeczywistości.

Podsumowując – technika laserowa wykorzystana w narzędziach pomiarowych oraz poziomujących pozwala nam uzyskać dużą dokładność, upraszcza pracę i skraca jej czas. Kto raz spróbuje pracy z tymi urządzeniami z pewnością już nigdy nie będzie chciał wrócić do tradycyjnych metod.