Лазерни измервателни инструменти

"На лазера е предначертано голямо бъдеще. Трудно е да се предположи къде и как ще се прилага, но аз мисля, че лазерът – това е цяла техническа епоха."
Луи дьо Брайл

В съвременното строителство, в извършването на различни ремонтни дейности, монтажни и довършителни работи, се налага все по-стриктно спазване на технологичните срокове, качеството на изпълнение на различните операции и надежност. Независимо дали, за да се пребори с конкуренцията на пазара, когато става въпрос за фирма, или да си осигури комфортни условия на работа, всеки се стреми към използването на най-технологичните, качествени и прецизни инструменти. Последните години се забелязва тенденция към употребата на лазерни инструменти, които благодарение на уникалните си характеристики напълно задоволяват потребностите на потребителите.

Освен в строителната геодезия и транспортното строителство, където имат широко присъствие и отговорна роля, лазерните инструменти навлизат все по-осезаемо в ремонтната дейност, довършителните работи, в градинското и ландшафтно строителсто и монтаж на различни конструкции, като постепенно изместват конвенционалните оптични и механични аналози.

Лазерните инструменти са лесни за използване, съкращават сроковете на работа и обработката на данни, отличават се с висока точност и прецизност и гарантират качество. Всичко това се дължи основно на безспорните технологични характеристики, които притежава лазерният лъч, като основен елемент от устройството и функционирането на тези инструменти.

Лазерен лъч
Лазерът е източник на монохроматична, кохерентна, насочена светлина, тоест излъчва тънък, добре насочен, кохерентен сноп с постоянна дължина на вълната (еднакъв цвят), постоянна фаза и голяма яркост.

Лазерният лъч притежава уникални характеристики, които го отличават от други светлинни източници. Може да се излъчва от няколко десетки метри, а големината му остава непроменена по цялата дължина. Началната и крайна точка на лъча са с еднакви размери.

Чрез специална оптична система лазерният лъч може да се стесни и раздели на няколко снопа светлина, всеки насочен в различни посоки. Това е изключително качество, чрез което може да се формират няколко координатни точки или линии, а също да се фиксират страните на различни геометрични фигури.

За да се постигне този ефект, инструментът е с вграден източник на светлина – един или няколко лазерни светодиода, излъчващи в червения спектър с дължина на вълната 633-670nm, с мощност около 1mW.

Лазерните инструменти могат да бъдат класифицирани според разположението на светодиода. Последният може да е вграден в корпуса или да е поместен в отделна подвижна част, с помощта на която се привежда в необходимо положение. Тези уреди са известни още като самонивелиращи се лазерни инструменти. Характерно за тези инструменти е, че излъчвателят е свободно окачен в уреда и при поставяне върху повърхност той сам се нивелира спрямо земното ниво, давайки точна хоризонтала, вертикала или наклонена проекция на лъча.

Лазерни измервателни инструменти
С развитието на микроелектрониката се наблюдава и значителен прогрес в измервателната техника. Познатите метални ролетки и водни нивелири са заменени от лазерни инструменти с точно електронно отчитане на резултата.

Едно от съществените приложения на лазера е като част от различни измервателни инструменти. Предоставяне на точните резултати е една от основните задачи на най-новото поколение измервателни инструменти. Високотехнологичният инструмент трябва преди всичко да бъде лесен за работа. Те имат основно информативно приложение - предаване и обработка на информация, осъществяване на контрол и измерване на параметри.

Използваните в практиката лазерни инструменти притежават различни функции, в зависимост от конкретното им приложение – построяване на отвесна и хоризонтална линия, нивелиране, маркиране и построяване на равнини под различен ъгъл, измерване на разстояния и площи.

Чрез лазерните прибори е възможно построяването на хоризонтална, вертикална или наклонена равнина, както и визуалното им контролиране с помощта на специални приемници или нивелационни летви. Всички тези характеристики са много важни, защото имат отношение към съвременните инструменти, използвани в строителството на сгради, разчертаване на поземлени участъци, довършителни и ремонтни дейности, монтиране на комуникационно оборудване.

Чрез лазерните уреди се постига визуализиране в реално време и прецизното спазване на разнообразни геометрични фигури. Контролира се процеса на монтаж, инсталиране или изчертаване.

Правият лазерен лъч заменя традиционните строителни инструменти като отвес, спиртен нивелир, металния прав ъгъл и ролетка. Чрез лазерния лъч се контролира отклонението по вертикалата. Нещо изключително полезно, когато трябва да се построи стена, колона или да се монтира нещо.

Това се реализира чрез проекция на лазерния лъч във вид на линия или равнина, указващи вертикалата. С лазерната ролетка (лазерен далекомер) е възможно измерването на разстояния дори и до труднодостъпни места.

Освен точното определяне на вертикалата, чрез лазерните инструменти може да се провери и хоризонталността и нивото на фундаменти, да се проектират наклони за различни инсталации, при монтиране на покрития, полагане на настилки и др.

Лазерен нивелир
Познат е още в практиката и като лазарен инструмент за построяване на пълна хоризонтална равнина. Но тъй като лазерният лъч може да е насочен както хоризонтално, така и вертикално, то инструментът служи и като отвес.

Лазерният нивелир намира приложение в разнообразни дейности – монтиране на подови конструкции, изравняване на плоскости, при полагане на покривни покрития, осигуряване на еднаква височина на предмети – мебели, окачени тавани и др., планировъчни работи и изравняване на терени, монтаж на дограми, монтаж на строителни конструкции.

Основната функция на лазерния нивелир се реализира чрез лазерни диоди, които излъчват червена светлина. Инструментът се захранва от батерии. Батериите в един комплект са най-често 2 или 4 и позволяват около 40-50 часа работа. Има и модели лазерни нивелири със захранване от електрическата мрежа.

В зависимост от броя на лазерните лъчи и тяхното насочване, лазерните нивелири биват: нивелир с един лъч; нивелир с два лъча и нивелир с равнина.

Нивелирът с един лъч е най-опростен като уред. Генерира лазерен лъч, който най-често е хоризонтален. При поставянето на инструмента върху хоризонтална повърхност следва автоматичното нивелиране на лъча. Това е възможно само ако разликата между хоризонталната основа и нивелира е в рамките на ±5°. Ако инструментът е с ръчно нивелиране, то върху дисплея му се изписва необходимата посока на завъртане.

Моделите нивелири с два лъча са много подходящи, когато е необходимо и работа с отвес. Тези модели притежават два взаимноперпендикулярни лъча, което улеснява установяването на прав ъгъл или проверка за наличието му между различни конструктивни елементи, при врати, рамки, прозорци и др. Определянето на прав ъгъл по този начин е много по-точно, отколкото с използването на винкел. Предимство е, че след нивелиране на хоризонталния лъч, другият може да се използва като отвес.

Съществуват модели с независимо регулиране на двата лъча, което позволява вертикалният да има същата точност, както и хоризонталния.

Нивелирите с равнина имат повече възможности в сравнение с нивелирите с лъч. Лазерният лъч вместо да е насочен в определена посока, се върти в ъгъл от 90° или 180°. Скоростта на въртене е такава, че вместо лъч, се вижда равнина от светлина, наричана лазерна равнина. Този вид нивелири се използват при подреждане на плоскости в една равнина, различни подови покрития – паркет, теракот и др.

В практиката, най-вече при строителството на стоманени и дървени конструкции, се използват и лазерни нивелири, които създават две или три взаимноперпендикулярни равнини и се отличават с по-голяма прецизност.

При избора на нивелир за извършване на определена дейност трябва да се вземат под внимание неговите обхват и точност. Обхватът е разстоянието, до което достига лъчът. За повечето модели това разстояние е 10m, но има и нивелири с обхват до 50m. Точността е отклонението на лъча от обекта, целта. Колкото по-далечни са обектите, толкова по-голямо е отклонението. Точността при нивелирите за масово ползване е 10mm при обхват 10m. За по-прецизните модели точността при същия обхват е 0,1mm.

Лазерен инструмент за построяване на ъгли
Този вид лазерен инструмент се използва предимно при изграждане на подови конструкции. Чрез него се реализира построяването на два перпендикулярни лазерни лъча. Представлява уред, разположен в тежък метален или пластмасов корпус. Видът на корпуса е от значение с оглед на прецизното позициониране на инструмента. Захранва се от никел-металхидридни батерии.

Многолъчев лазерен инструмент
Многолъчевият лазерен инструмент е предназначен и се използва основно при монтажа на разнообразни строителни конструкции. Чрез него се построяват в пространството пет лазерни лъча – два вертикални и три хоризонтални, взаимноперпендикулярни. Произвеждат се и трилъчеви лазерни инструменти. Качествените инструменти от този вид са със съпътстващи ги аксесоари и екипировка, които включват стойка (триножник) за разполагане на инструмента над монтираната конструкция и мишена за центриране и обозначаване на осите. Чрез мишената за центриране се определя опoрната ос и се избягват грешки при центриране.

Лазерни ролетки
Лазерните ролетки са компактни лазерни далекомери, чрез които основно се измерват разстояния, извършват се изчисления на площи и обеми. Някои модели притежават и допълнителни функции. Лазерните ролетки имат значително по-висока точност от тази на обикновените, осигуряват бърза и комфортна работа. Освен това чрез тях могат да се измерват и разстояния до труднодостъпни места и ъгли, което е невъзможно да бъде извършено с обикновените ролетки. Чрез тях индиректно се изчисляват разстояния. Отличават се и с много точно и прецизно измерване.

За да се извърши измерване със съответния уред, е необходимо лазерният лъч да се насочи към предмета, до който трябва да бъде измерено разстоянието, отразява се и връща в ролетката, където чрез електронна схема се измерва времето за отиване и връщане на множеството лазерни импулси.

Чрез средната стойност на времената, изчислена от микропроцесор и скоростта на светлината, записана в паметта на ролетката, се изчислява разстоянието.

При използване на лазерни ролетки от значение са разстоянията, които се измерват и времето необходимо за измерване. Според максималните разстояния, на които могат да се извършват измервания, ролетките биват за ползване в домашни условия, при които максималното разстояние е от 20 до 200m и ролетки за ползване на открито, с максимално разстояние до 2000m. Времето за измерване се отчита от момента на натискане на съответния бутон на уреда до поява на резултата върху дисплея. Обикновено отнема няколко секунди.

Инструментът често има и допълнително оборудване, състоящо се от алуминиев триножник, отражатели, интерфейсни кабели, оптически визьори и др.

Детектор за метал
Детекторите за метал или познатите още мултифункционални търсачи са практични помощници при извършване на строителни и ремонтни дейности. Чрез тях се откриват и точно определя местоположението на „скрити” в стени метални предмети – армировка, конструктивни части, тръби, медни проводници и др. По този начин, когато се извършва някакво разпробиване на стени например, може да се предотврати евентуална повреда на „скритите” в стената материали. Дълбочината, на която уредите откриват предмети е различна за различните материали. Черни метали (тръби и армировка) се откривата на 80mm дълбочина, цветни метали – на 60mm, медни проводници – 50mm.

При откриване и локализиране на предмет в стената, се задейства звукова и светлинна сигнализация – червен диод. На екрана се появява графика, показваща материала и дълбочината, на която се намира.

В случай, че в обхвата на инструмента няма открит предмет, сигнализацията е от зелена светлина.

Инструментите са леки (200-300g) и удобни за работа. Захранват се от 9 волтови батерии, с които уредът работи непрекъснато в продължение на 6 часа.

Лазерен далекомер GLM 80 Professional на Bosch
Новият лазерен далекомер GLM 80 Professional на Bosch има обхват на измерване до 80m при точност от +/- 1.5mm. Новост е и интегрираният нивелир, даващ възможност например да се определи височината на сграда. Сензорът за отчитане на наклон определя ъгъла на измервателния лъч спрямо хоризонталата и със синус функция определя съответната височина. Със същата функционалност могат да се измерват разстояния индиректно. Измерване на площи и обеми. С помощта на нивелиращата лата R-60, GLM 80 Professional се превтъща и в дигитален нивелир. Ако GLM 80 Professional се постави на предвиденото за целта място върху латата R-60, могат да се правят измервания за наклон с точност до 0.2 градуса. Допълнителна функционалност е дали GLM 80 Professional е поставен правилно в гнездото на R-60. Захранването е с литиево-йонна батерия зареждаща се през microUSB.

Сканиращ лазерен далекомер Leica 3D DISTO
ГЕО-Иванов предлага на своите клиенти иновационния вариянт на лазерната ролетка Leica 3D DISTO, последно поколение с възможност за сканиране на помещения със сложни форми.
Чрез технологията за дигитално отчитане на ъгли и разстояния се постига точност от ±1mm до ±4mm, в зависимост от разстоянието. Обхватът на сканиране е хоризонтално 360° и вертикално 250°.

Скенерът позволява визури до 50m, като притежава флеш памет от 32GB. Резултатите могат да бъдат прехвърляни на PC за обработка.

Вграденият компенсатор коригира грешките от грубо хоризонтиране и увеличава ефективността на уреда и надеждността на резултатите. Моделът позволява и дистанционно управление.

Лазерен скенер TOPCON GLS-1500
Геохайд представя лазерния скенер на Tipcorn - уникално решение, което се справя с всички възможности в областта на измерванията. Техническите трудности при заснемането и измерването на обекти като мостове, тунели, сгради, спортни съоръжения, паметници на културата, обекти на археологията и историята, мачти, пилони, пещери, изкопи, кариери, рудници, проводи, пътни съоръжения, контрол при бедствия и аварии и други се преодоляват с натискането само на един бутон. Високата скорост на сканиране- 30000 т/сек., лекотата, акуратността, продуктивността и ефективността подчертават ползите от лазерното сканиране на всеки Ваш обект. Модерно лазерно сканиране с висока точност и бързина на заснемане.

Изключителна степен на автоматизация и надежност на резултатите.

Постигат се уникални и авангардни решения.

Лазер за наклон SPECTRA GL522 от СОЛИТЕХ
Напълно функционално двупосочно радио дистанционно управление. Изпълнява всички възможни функции от клавиатурата на лазера, където и да се намирате на работната площадка. На разположение е безжична комуникация с лазерометъра HL750. За лесно измерване на неизвестен наклон между две точки – функцията Grade Matching (задаване на наклон). Функция PlaneLok - заключва лъча към фиксирана кота или вертикална точка за максимална стабилност и точност. Дистанционна проверка на наклона и безжични възможности за наблюдение. Електронно задаване на наклон 10 до 15 % по две оси. Хоризонтална точност 1,5mm (на 30m).

Инструментът намира приложение при оформяне на стръмни наклони на насипи на земно легло и канавки при пътно строителство. Захранване на инструмента с 4хD NiMH алкални батерии с работен режим 90 ч.

Гаранция на уреда – 2 години.

Ротационен лазер Revolution Green от Вива-Б
Единственият на нашия пазар напълно автоматичен ротационен лазер със зелена лазерна технология, с обхват на самонивелиране 4° и точност: 1 mm/10 m.
Инструментът е със здрав, добре защитен водоустойчив корпус с клас на защита IP 66. Автоматичното подравняване по хоризонталната и вертикална равнина се извършва от електронни либели, управлявани от температурно независими сензори.

Има допълнителен отвесен точков лазер - перпендикулярен на основната равнина. Режими на лазера: точков, сканиране, въртене и ръчно приемане.

Функциите „SpotLite”, “ADS Tilt”, “SingleSlope” и “AntiShake” правят работата с уреда изключително лесна и практична във всякакви условия.

Тотална станция LEICA SmartStation от METRISYS
Координатите на тоталната станция се определят чрез интегрирана GPS антена с натискането на един бутон. Постига се висок коефициент на полезно действие без нужда от търсене на контролни точки и без развиване на дълги полигонови ходове. След GPS позициониране, потребителят започва традиционното геодезическо измерване или трасиране. За тях може да се използва както измерване към отражателна призма, така и лазерно безрефлекторно измерване с обхват до 1000m.

Преимуществата на LEICA SmartStation: не е необходимо избирането на контролни точки; всички действия с GPS се осъществяват през клавиатурата на тоталната станция; местоположението се определя посредством сигнали в реално време (RTK) от референтни станции; постига се много по-добра точност при работа с мрежови GPS корекции; заснемането на участъка и неговото трасиране става по-лесно и по-бързо.