Laserové diaľkomery sú nepostrádateľné meracie nástroje, ktoré sa hodia pri stavebných prácach, rekonštrukciách, dokončovacích prácach, v armáde, v lesníctve, športe, energetike, poľovníctve, poľnohospodárstve a všade tam, kde je potrebné rýchlo a presne určiť vzdialenosť, uhol, alebo meranie sklonu. Laserový merač vzdialenosti je merací prístroj, ktorý umožňuje efektívne meranie vzdialenosti, sklonu, ale aj iných priestorových hodnôt. Tento prístroj je mimoriadne presný, keďže umožňuje meranie s minimálnymi odchýlkami, ktoré sa počítajú len na milimetre. V porovnaní s ich optickými a ultrazvukovými náprotivkami, laserové diaľkomery sú najfunkčnejšie a technologicky najvyspelejšie meracie nástroje. Ich hlavná výhoda, okrem mimoriadne presných meraní (+/- 1-5 mm na km), je skutočnosť, že ich môže používať len jedna osoba.
Princíp fungovania laserového merača vzdialenosti
Principiálne ide o veľmi jednoduchú záležitosť - prístroje využívajú na meranie laserové svetlo, ktoré je v podstate elektromagnetické žiarenie vznikajúce vynútenou emisiou svetelných častíc. Laserové diaľkomery vysielajú elektromagnetické impulzy v laserových lúčoch prostredníctvom svojich systémov optoelektroniky. Laserový lúč sa odráža od povrchu cieľa a vracia sa do diaľkomera. Následne systémy diaľkomera spracujú lúč na meranie vzdialenosti.
Laserový merač vzdialenosti funguje tak, že sa meria čas, ktorý trvá, kým sa impulz laserového svetla odrazí od cieľa a vráti sa späť k odosielateľovi. Toto je známe ako „čas letu“ princíp a metóda je známa ako „čas letu“ alebo „impulzné“ meranie. Vo vnútri meracieho prístroja jednoduchý počítač rýchlo počíta vzdialenosť k cieľu, pričom vzdialenosť medzi meračom a cieľom je daná vzťahom D=ct / 2, kde c sa rovná rýchlosti svetla a t sa rovná dĺžke času na spiatočnú cestu medzi metrom a cieľom.
Lasery sú sústredené, intenzívne lúče svetla, zvyčajne s jednou frekvenciou. Sú veľmi užitočné na meranie vzdialeností, pretože cestujú atmosférou pomerne konštantnými rýchlosťami a prejdú oveľa dlhšie vzdialenosti, kým divergencia (zoslabenie a šírenie lúča svetla) nezníži účinnosť meradla. V porovnaní s bežným bielym svetlom si laserový impulz zachováva veľkú časť svojej pôvodnej intenzity, keď sa odráža od cieľa, čo je veľmi dôležité pri výpočte vzdialenosti od objektu.
Okrem priameho merania času prechodu impulzu, systém zariadenia meria vzdialenosť analýzou času cesty v dvoch rovinách na základe fázového oneskorenia vyslanej a odrazenej EM vlny. Existujú aj laserové diaľkomery, ktoré vykonávajú interferometrické meranie vzdialenosti. To je bezpochyby najpresnejšia a najrýchlejšia metóda merania vzdialenosti, ale interferometrické diaľkomery sú drahé a náchylné na poškodenie.
Hlavné metódy laserového merania
Spravidla existujú tri hlavné metódy laserového merania:
- Pulzná metóda (metóda laserovej ozveny): Využíva rozdiely času letu laserového impulzu. Je vhodná na dlhé vzdialenosti a meranie terénu.
- Fázová metóda: Používa frekvenciu pásma rádiových vĺn na moduláciu amplitúdy laserového lúča a meranie fázového oneskorenia. Využíva sa na vysoko presné merania na úrovni milimetrov.
- Triangulačná metóda: Laserový vysielač vystreľuje svetlo na povrch objektu a odrazené svetlo je prijímané internou kamerou (napr. CCD). Táto metóda je ideálna pre presné merania na krátke vzdialenosti (posunutie).
| Metóda | Typické využitie | Presnosť |
|---|---|---|
| Pulzná | Dlhé vzdialenosti, terén | cca ± 1 meter |
| Fázová | Stavebníctvo, interiér | milimetrová úroveň |
| Triangulačná | Priemysel, meranie posunu | až 1 μm |
Typy laserových meracích prístrojov a ich využitie
Na trhu nájdete meracie lasery v mnohých variantoch, ktoré sú prispôsobené rôznym potrebám a aplikáciám. Než si vyberiete konkrétny merací prístroj, zvážte, ako často a na aké účely laser plánujete používať.
Laserový diaľkomer
Laserový diaľkomer alebo aj laserový meter je veľmi obľúbený stavebný merač, ktorý je primárne určený na diaľkové meranie. Laserový merač vzdialenosti je vhodný na meranie vo vnútri objektov aj na vonkajšie meranie. Laserové diaľkomery sú doplnené o niekoľko funkcií, ktoré využijú najmä profesionáli. Štandardné laserové merače vzdialenosti dokážu merať vzdialenosti od 40 do 150 metrov, zatiaľ čo profesionálne modely môžu merať až do 1500 metrov.
Krížový laser
Krížový laser je považovaný za základný merací laser. Krížový laserový ukazovateľ vám poskytne presnosť, ktorú by ste očakávali od vodováhy. Krížový laser je schopný vyprojektovať vertikálnu aj horizontálnu líniu. Tieto línie potom na rovnej ploche vytvárajú kríž. Krížový laser je ideálny na ukladanie dlaždíc, obkladov alebo montovanie poličiek.
Rotačný laser
Rotačný laser tiež projekciuje línie vo vertikálnej aj horizontálnej rovine. Rotačný laser je navyše schopný pracovať so sklonom v osiach, čo je výhodné pri práci pod uhlom. Tento špeciálny typ meracieho lasera je určený pre inštalatérov, kúrenárov a podlahárov.
Bodový laser
Bodové lasery generujú svetelné body a umožňujú tak určovať stredové body alebo zameriavať špecifické objekty. Premietajú jeden alebo niekoľko bodov a využívajú sa hlavne na zameranie konkrétneho objektu, prípadne na určenie stredového bodu.
Laserová vodováha
Laserová vodováha je na rozdiel od klasickej vodováhy doplnená o laserový lúč. Ten je schopný premietnuť rovinu na akúkoľvek rovnú plochu. Meranie s laserovou vodováhou je veľmi presné. Odchýlka merania je cca 0,5 mm/1 meter. Laserové vodováhy sú k dostaniu v rôznych dĺžkach; krátke vodováhy majú dĺžku do 40 cm a sú určené skôr na menej náročné meranie, zatiaľ čo za univerzálne sú považované vodováhy s dĺžkou do 60 cm.
Kľúčové parametre pri výbere laserového merača
Pri výbere ideálneho zariadenia by ste mali zohľadniť nasledujúce technické špecifikácie a parametre, aby prístroj vyhovoval vašim potrebám a podmienkam použitia.
Presnosť merania
Prevádzkový rozsah laserového diaľkomeru je dôležitý, ale jeho presnosť merania je rovnako dôležitá. Väčšina diaľkomerov na krátke a stredné vzdialenosti meria s toleranciou 5 mm, pričom laserové diaľkomery umožňujú vykonávať merania v interiéri aj exteriéri s presnosťou 1 mm na kilometer. Presnosť merania - odchýlky sa obvykle udávajú v mm/m (bežne 0,5 mm až 5 mm na 10 metrov). Priemer laserového bodu závisí od vzdialenosti a typu meraného objektu. Zvyčajne, laserové body laserových diaľkomerov majú priemer 6 - 60 mm. Tento parameter priamo ovplyvňuje presnosť meracieho zariadenia. Čím nižšia je minimálna zobrazená jednotka, tým vyššia je presnosť merania.
Prevádzkový dosah
Prevádzkový rozsah je kľúčovým parametrom každého laserového diaľkomeru. Väčšina zariadení pre stavebníctvo, ako napríklad AXIOMET AX-DL 100, ponúka účinný dosah 40-80 metrov. Pokročilejšie modely umožňujú vykonávať merania až zo vzdialenosti 120 metrov. Dlhé-diaľkomery môžu merať vzdialenosť až do 1 500 metrov, čo sa líši podľa toho, či meriate v interiéri alebo na veľkých otvorených plochách.
Viditeľnosť laserového lúča a farba
Pre presné meranie je nevyhnutné, aby svetelný lúč bol dobre viditeľný. S nižšou viditeľnosťou je treba počítať pri vonkajšom použití za jasného dňa. Laserové meradlá používajú červený alebo zelený svetelný lúč. Farba laserového lúča má vplyv hlavne na viditeľnosť. Viditeľnosť lasera okrem výkonu ovplyvňuje aj okolité svetlo. Dôležitý vplyv má aj farba lasera, pričom na použitie v exteriéroch či silne osvetlených priestoroch je najvhodnejšia zelená. Zelený laser prináša výhodu v podobe lepších vizuálnych vlastností, čo umožňuje premietať svetelný lúč na materiály, kde by červený laser bol neúčinný. Oproti červenej je totiž zelený lúč až trikrát viditeľnejší. Zelený laser je vhodný aj na meranie v exteriéri. Pokiaľ potrebujete laser na meranie vonku, odporúčame zvoliť meradlo so zeleným svetlom. Viditeľnosť lúča je možné zlepšiť pomocou špeciálnych okuliarov, ktoré sú niekedy súčasťou balenia určitých prístrojov. Napríklad, laserový bod bude oveľa menej viditeľný na mokrej omietke ako na starej tehlovej stene alebo betónovom podklade.
Odolnosť a stupeň krytia (IP kód)
Odolnosť voči vode a prachu je pri používaní laserového diaľkomeru v teréne veľmi dôležitá. Na stavebné práce je dobré vybrať si výrobok so správnym stupňom krytia IP. Tým sa zníži riziko poškodenia zariadenia pri preprave a pri meraní vo vysoko zaťaženom alebo vlhkom prostredí, ako aj počas zrážok. Stupeň ochrany prístroja je označovaný IP kódom, ktorý je nasledovaný dvoma číslami. Prvé číslo reprezentuje odolnosť voči vode a druhé ukazuje odolnosť proti pevným a prachovým časticiam. U najlacnejších zariadení nemusia byť stupne ochrany uvedené. Väčšina laserových meračov vzdialenosti je vybavená laserom triedy 2, ktoré sú pri náhodnom kontakte bezpečné pre oči.
Zdroj energie a výkon
Pre fungovanie laserových meradiel sú potrebné zdroje energie. Laserové meradlá, ktoré sú napájané pomocou batérií, sú všeobecne považované za menej výkonné. Môžete teda očakávať menší dosah. Prístroje s vyšším výkonom sú určené na profesionálne použitie, ale môžu byť použité aj pre náročnejšie meranie v domácnosti. Pri týchto laserových meracích prístrojoch je dôležité sledovať výdrž batérie, ktorá by mala byť optimálne okolo 6 hodín. Výkonnosť priamo ovplyvňuje ako viditeľnosť, tak aj dosah laserového lúča. Lacnejšie laserové merače bežne ponúkajú výkon medzi 1 až 5 mW, zatiaľ čo profesionálne zariadenia ponúkajú výkony v rozmedzí 10 až 50 mW. Napríklad laserový merač vzdialenosti DLS50R od STALCO je vybavený vstavaným akumulátorom Li-Ion s kapacitou 850 mAh, ktorý umožňuje vykonať až 8000 meraní na jedno nabitie.
Operačná teplota
Pri každom laseri by mala byť uvedená teplota, pri ktorej je možné prístroj používať. U zelených laserov je tiež dôležité vedieť, aký je teplotný rozsah, v ktorom môžu pracovať.
Pokročilé funkcie a praktická obsluha
Moderné zariadenia disponujú funkciami, ktoré výrazne uľahčujú prácu. Okrem mimoriadne presných meraní sú laserové diaľkomery tiež menej náchylné na chyby v meraní spôsobené nesprávnym umiestnením nástroja a inými chybami obsluhy.
Automatické výpočty
Jednou z veľkých výhod laserového merača je to, že nemusíte všetko počítať ručne. Procesory a algoritmy rýchlo vypočítajú plochu alebo objem miestnosti. Pri výpočte plochy stačí zmerať dve hodnoty - dĺžku a šírku. Pri výpočte objemu zmeriate dĺžku, šírku a výšku. Laserový merač potom vypočíta objem miestnosti v metroch kubických. Profesionálne laserové diaľkomery, ako napr. EXTECH DT60M, umožňujú vykonávať merania aj pomocou matematických funkcií, napríklad Pytagorovej vety, ktorá pomáha merať výšku objektu pomocou dvoch meracích bodov ako referenčných bodov. Meracie lasery sú vybavené mnohými rôznymi funkciami, ako je sčítanie a odčítanie hodnôt.
Kontinuálne a oneskorené merania
Tieto nástroje vám tiež umožňujú vykonávať kontinuálne merania a oneskorené merania. Obzvlášť zaujímavá je funkcia nepretržitého merania, pretože umožňuje merať najvyššie a najnižšie hodnoty a potom porovnať rozdiel v jednom meracom cykle.
Automatická nivelácia a kalibrácia
Väčšina profesionálnych laserových diaľkomerov je vybavená elektronickou pomôckou na vyrovnávanie a funkciou automatickej kalibrácie. Táto užitočná funkcia zaistí presné meranie aj v prípade, že je zariadenie mierne naklonené. Lasery sú schopné kompenzovať naklonenie v rozmedzí 4 až 5 °.
Displej
Štandardom je prítomnosť displeja na každom kvalitnom merači. Môžete si vyberať medzi farebným a čiernobielym displejom, ale oveľa dôležitejšia je jeho viditeľnosť a čitateľnosť. Pri drahších zariadeniach môže byť k dispozícii aj podsvietenie. Napríklad, laserový merač vzdialenosti DLP200DG má farebný displej s čiernym pozadím, ktorý zvyšuje čitateľnosť údajov aj pri silnom osvetlení.
Pamäť a bezdrôtový prenos dát (Bluetooth)
Merače obvykle obsahujú pamäť, takže môžete vyhľadávať informácie o predchádzajúcich meraniach. Prístroje s možnosťou bezdrôtového prenosu dát pomocou Bluetooth umožňujú preniesť výsledky merania do počítača alebo iného zariadenia. Multifunkčný detektor WDP100M od STALCO PERFECT ponúka možnosť uloženia až 30 meraní.
Integrovaná vodováha a magnetické uchytenie
Merače môžu byť vybavené aj integrovanou vodováhou, ktorá vám pomôže umiestniť merač do ideálnej polohy. S magnetom môžete merač pripevniť na kovovú plochu.
Automatické vypnutie
Táto funkcia pomáha predĺžiť životnosť batérie.
Praktické využitie v rôznych odvetviach
Laserové merače vzdialenosti majú široké možnosti využitia od tvorby máp až po šport:
- Stavebníctvo a rekonštrukcie: Meranie plôch, objemov, výšok a sklonov striech. Sú neoceniteľné pre odborníkov v oblasti stavebníctva.
- Armáda a inžinierstvo: Presné určovanie vzdialenosti k cieľom a tvorba 3D modelov objektov.
- Doprava: Detektory na zamedzenie kolízie a monitorovanie dopravného prúdu na križovatkách.
- Šport a voľný čas: Meranie vzdialenosti pri love zveri (často s optickým priblížením) alebo pri hraní golfu na určenie polohy prekážok.
- Lesníctvo a poľnohospodárstvo: Meranie veľkých vzdialeností a objemov.
Tipy pre správne používanie laserového merača vzdialenosti
Laserový merač vzdialenosti je jeden z tých nástrojov, ktorý dokáže na stavbe ušetriť veľa času. Aby však meranie sedelo, nestačí iba stlačiť tlačidlo. Základné meranie vzdialenosti s laserovými nástrojmi sú veľmi rýchle a jednoduché. Stačí zapnúť zariadenie, umiestniť laserový bod na povrch, a spustiť meranie.
- Správny referenčný bod: Laserový merač môže merať od rôznych bodov prístroja. Ak napríklad meriame miestnosť od steny po stenu, najpraktickejšie je oprieť prístroj zadnou stranou o stenu a merať od zadnej hrany. Ak by ste však mali omylom nastavené meranie od prednej hrany, výsledok by bol kratší približne o dĺžku samotného prístroja.
- Plocha pre odraz: Laserový lúč potrebuje plochu, od ktorej sa vie dobre odraziť. Ideálne je merať na pevnú, matnú a dostatočne svetlú plochu. Ak prístroj ukáže chybu, nemusí byť pokazený, ale môže ísť o zlý odraz laserového lúča.
- Meranie v exteriéri: Meranie v interiéri býva väčšinou jednoduché. Vonku je to iné. Na priamom slnku môže byť laserový bod zle viditeľný a pri väčšej vzdialenosti ho často vôbec nevidíte. Na takéto situácie je praktický laserový merač vzdialenosti DCA100 s kamerou. Kamera pomáha pri zameraní bodu aj vtedy, keď samotný laser na ploche nie je dobre viditeľný.
- Stabilita pri meraní: Pri nepriamom meraní výšky alebo vzdialenosti pomocou Pytagorovej vety je dôležité držať merač stabilne a počas merania sa nehýbať.
- Kontrolné merania: Pri presnej práci je dobré urobiť jedno kontrolné meranie navyše. Prístroj držte stabilne, skontrolujte referenčnú hranu, mierte na rovnú plochu a pri dôležitých rozmeroch meranie zopakujte.
- Bezpečnosť: Pri priestorových meraniach pomocou laserovými diaľkomermi, musíte mať na pamäti, že laserové lúče sú pre ľudské oko nebezpečné. Preto sa musíte pred namierením laserového lúča na objekt uistiť, že v blízkosti nie je nikto ohrozený.