Лазерные измерительные приборы: классификация, область применения, использование

Лазерные измерительные приборы: классификация, область применения, использование

Лазерные нивелиры

Лазерные технологии широко и мощно вошли в жизнь человека, изначально как военные разработки, но со временем стали доступными и мирным профессиям, производствам, областям:

  • медицина;
  • машиностроение;
  • ракетостроение и далее практически везде.

Одним, из множества преимуществ, которые лазер предоставил строителям, это возможность быстрого измерения величин и построения вертикальных и горизонтальных ориентиров, которые необходимы для производства ровных поверхностей, соответствующих, этим самым вертикальным и горизонтальным параметрам.

Хотелось бы отметить, что производители лазерной техники, мягко говоря, не страдают однообразием и предлагают на рынок множество моделей с разнообразными характеристиками и параметрами.

Лазерные дальномеры (лазерная рулетка), лазерные нивелиры (лазерный уровень), кросслайнеры (статический построитель) или мультипризменный построитель, статический построитель осей (указатель или точечный лазер), ротационный построитель (построитель плоскостей) или многопризменный построитель или нивелир и т.д.

Как прекрасно было раньше. Чем пользовались строители, результатом труда которых мы восхищаемся до сих пор: нитяной отвесик, гидроуровень, мензула какая нибудь, алидада или кипрегель (это цензурные слова, если что).

Сложные и высокотехнологичные лазерные приборы призваны облегчить процессы измерения и разметки:

  • использование лазерного уровня экономит время ( кто использовал гидравлический уровень, особенно со стенами сложной геометрии, это оценит);
  • производители заявляют точность-несколько десятых миллиметра на метр;
  • современные приборы самонастраиваются, используя сервоприводы и инклинометры- датчики уклона ( это уже высокие технологии);
  • проецируемые лазерные линии хорошо различимы и видны;
  • возможность эксплуатации одним человеком (классический нивелир и гидроуровень обслуживают два специалиста);
  • использование лазерного нивелира не требует специальных знаний или длительного обучения.

Применение лазерного нивелира призвано упростить процессы измерения и заменить такие классические приспособления, как оптический нивелир, рулетку, гидроуровень, теодолит, отвес и т.д.

Механизм выравнивания лазерных нивелиров

Нивелир лазерный ELITECH ЛН 15,4х1.5В(АА),30\55м,±1\5м,1.2кг,гор/верт луч,2точки отвеса,универ.кронштейн,кор,чехол

Лазерные уровни делятся на две группы по типу выравнивания:

  • с ручным выравниванием;
  • самовыравнивающиеся.

Лазерные нивелиры с ручным выравниванием

Лазерные уровни (нивелиры) с ручным выравниванием, в этой части, похожи на классические оптические нивелиры и механизм выравнивания у них основан на использовании пузырькового уровня, встроенному в их корпус.

При наличии трегера ( поворотная подставка-плита с тремя подъемными винтами) оснащенного пузырьковым уровнем, мы получаем (после выравнивания в двух перпендикулярных плоскостях) горизонтальную плоскость. Размещенный на горизонтальной плоскости лазерный уровень, будет проецировать горизонтальный луч, в виде точки на вертикальные поверхности.

Все лазерные точки будут, естественно, лежать в одной горизонтальной плоскости и давать возможность её отметить (отбить уровень).

Самовыравнивающиеся лазерные нивелиры (уровни)

В свою очередь, самовыравнивающиеся лазерные нивелиры подразделяются на :

  • маятниковые (с маятниковым механизмом самовыравнивания);
  • электронные ( с электронным механизмом самовыравнивания).

Для приведения в рабочее состояние маятникового самовыравнивающегося уровня, необходимо разблокировать маятниковый механизм, который ( для избежания повреждений) при транспортировании фиксируется в неподвижное состояние.

Через несколько секунд после разблокирования маятникового механизма, лазерный нивелир готов к работе и проецирует горизонтальную и вертикальную оси на стену.

Принципиальный механизм самовыравнивания данного типа, основан на свойстве маятника занимать строго вертикальное положение, после затухания колебаний.

Естественно, механизмы этой конструкции имеют границы самовыравнивания и они находятся в угловых ограничениях 3-6 градусов (чем больше тем, лучше).

Для ускорения затухания колебаний, в основания маятникового механизма помещают магниты.

Маятник с прикрепленными и отюстированными лазерными излучателями выравнивается сам под собственным весом.

В целях придания лазерному нивелиру правильного пространственного положения (в границах самовыравнивания), на корпусе прибора устанавливаются простые пузырьковые уровни.

Самовыравнивающиеся лазерные уровни с электронным механизмом самовыравнивания

Лазерные уровни с электронным механизмом самовыравнивания, это уже целые процессорные системы, высокотехнологичные и дорогостоящие.

После предварительной установки лазерного прибора, в границах самовыравнивания, процессор электронной системы компенсации соотносительно полученным данным инклинометров ( датчиков уклона ), управляет сервомоторами, приводящими в действие механизм самовыравнивания.

Через несколько секунд прибор готов к работе и проецирует на поверхности строго вертикальные и горизонтальные лучи.

Комбинированные лазерные уровни

Нивелир лазерный линейный SLL-2, STAYER 34960-H2

Комбинированные модели при горизонтальной установке выравниваются электронной системой или маятниковой, а при вертикальном положении выравнивание происходит вручную, по уровню встроенному в корпус.

Самые доступные и простые лазерные уровни, это приборы требующие ручного выравнивания. В них минимум электроники и механики, соответственно они самые неприхотливые в обращении и хранении.

Самовыравнивающиеся маятниковые уровни, дороже лазерных уровней с ручным выравниванием, но, естественно дешевле профессиональных, высокотехнологичных уровней с электронной системой выравнивания.

Самовыравнивающиеся лазерные уровни изготавливаются в герметичных корпусах, которые исключают попадания внутрь влаги и пыли.

Классификация лазерных уровней по характеристикам лазерных лучей

Лазерные уровни, также подразделяются по типу лучей на:

  • точечные;
  • линейные (построители плоскостей);
  • ротационные;
  • комбинированные.

Самые простые и доступные, точечные лазерные уровни оборудованные одним или несколькими лазерными диодами, которые излучают лазерные лучи.

Лазерные лучи при попадании на препятствие образуют лазерную отметку, с помощью которой можно производить измерения ( на разумных расстояниях).

Линейные лазерные уровни (построители плоскостей), тоже оснащают одним или несколькими лазерными диодами, которые излучают вертикальные и горизонтальные лазерные плоскости. Проецируемые на препятствия, лазерные плоскости образуют видимые горизонтальные и вертикальные линии, которыми можно пользоваться на различных расстояниях от построителя плоскостей.

При работе на значительных расстояниях и на солнечном свете, когда лазерный луч может быть незаметен, возможно применение приемника лазерного луча, который облегчит обнаружение лазерной отметки.

Лазерные очки, вопреки расхожему мнению, не предохраняют глаза от воздействия лазера, но пропуская только красный свет они дают возможность отчетливо видеть проекции лазерных лучей при ярком свете.

Ротационные лазерные уровни

Нивелир лазерный ELITECH ЛН 3,2х1.5В(АА),20м,±1,5\5м,0.25кг,гор/верт луч,кор,чехол

После горизонтального выставления, лазерного уровня, активируют ротационный режим и голова лазерного уровня начинает вращаться с высокой скоростью, превращая проекцию горизонтального луча из точки в пульсирующую линию на препятствии.

Вращение головы лазерного излучателя и дало название семейству ротационных лазерных уровней.

Стеклянная призма делит один луч от лазерного диода на два взаимно перпендикулярных ( один производит горизонтальный луч, который при вращении превращается в горизонтальную плоскость, другой образует вертикальный луч, с точкой на потолке (отвес)).

При необходимости, ротационные нивелиры, могут строить не всю круговую горизонтальную плоскость, а только направленный горизонтальный сектор, который будет проецироваться на стене в виде горизонтальной линии.

Такой режим называется сканированием и применяется при использовании лазерного приемника на больших расстояниях, с целью увеличения мощности лазерного излучения для уверенного приема лазерным приемником.

Также ротационный нивелир можно перевести в режим работы с неподвижным лазерным лучом ( точкой в проекции).

Комбинированные линейно- ротационные лазерные уровни

Применение линейно- ротационных лазерных уровней позволяет строить одновременно целую комбинацию плоскостей с помощью статичных и вращающихся лазеров. Линейно - точечные строят, соответственно, статичные линии и точки.

Построители осей

Построитель осей или точечный лазер или лазерный отвес, генерирует осевые лучи, которых может быть три или пять. Лазерные лучи направлены вверх, вниз, вправо, влево, вперед. При установке на штатив, возможно спроецировать строго вертикальный луч с точками зенита на потолке и надира на полу.

Облегчает и ускоряет процесс разметки, для построения стен, перегородок, колонн и т.д.

Кросслайнеры (построители линий )

Чтобы спроецировать на стену линию, необходимо луч лазера пропустить через специальную призму, которая его разложит в сектор.

Ротационный построитель использует другой принцип, он раскручивает лазерную голову, которая генерирует один лазерный луч, перпендикулярный оси вращения.

В результате, на стенах проецируется пульсирующие линии, которые принадлежат строго горизонтальной плоскости.

Кросслайнер не производит круговой плоскости, он генерирует секторальную развертку, стандартный угол которой- сто двадцать градусов ( у продвинутых моделей - сто шестьдесят).

В этих приборах может применятся система самовыравнивания маятникового или электронного типа, с угловым диапазоном от 3- 6 градусов. При невозможности системы придать излучателю рабочее положения, электроника сигнализирует о необходимости мануальной преднастройки.

Важные параметры которые необходимо учитывать при выборе лазерного нивелира характеристики погрешности прибора при эксплуатации, являются одним из существенных параметров, которые необходимо рассматривать при выборе.

  • обратите внимание, какую погрешность заявляет производитель и является ли она для вас приемлемой;
  • дальность эксплуатации может быть увеличена в несколько раз, при возможности использования лазерного приемника;
  • цвета лазерного луча могут быть разными и зависят они от длины волны ( например длина волны зеленого луча - 532 нанометра );
  • нет единого мнения о важности и необходимости большого угла самовыравнивания, так как предустановка все равно выполняется в ручную, а о невозможности самовыравнивания сигнализирует электроника;
  • допустимая температура окружающей среды, при хранении и эксплуатации;
  • обратите внимание, что самыми мощными потребителями электроэнергии являются модели лазерных нивелиров с наличием электромоторов, сервоприводов и т.д.
  • лазерные нивелиры являются точными, электронно- механическими приборами и плохо переносят нежелательные механические воздействия, несмотря на демпфирующие накладки;
  • лазерные нивелиры производят с классом защиты IP54, то есть, электронно- механическая составляющая герметично защищена от пыли и влаги;

Лазерные нивелиры могут комплектоваться:

  • цветные очки (не для защиты от лазера, а чтобы его лучше видеть);
  • дистанционный пульт ( для удобства эксплуатации с большого расстояния);
  • плоские мишени ( для промежуточного перехвата луча);
  • штатив;
  • аккумуляторы и зарядные устройства;
  • приемник для перехвата луча;
  • геодезическая рейка и т. д.

Чем больше аксессуаров, тем выше технологические возможности приборов.