Воскресенье , 21 апреля 2024

Принцип работы лазерного дальномера

Принцип работы лазерного дальномера

Во время ремонта многочисленные измерения с помощью рулетки и вычисление площади объекта требуют высокой концентрации и времени. Справиться с этим помогает лазерная рулетка (дальномер) — простой в управлении прибор с точностью измерений. Помимо мгновенного определения расстояний, он также вычисляет площадь, объем и другие свойства объектов.

Содержание статьи:

Принцип работы лазерного дальномера

Лазерные дальномеры называются по-разному. Его окрестили электронной или лазерной рулеткой из-за способности измерять расстояния, но на самом деле у него нет традиционного колеса. Этим объясняется и название лазерная линейка. Дальномеры бывают импульсными и фазовыми. Принцип действия импульсного дальномера схож с принципом работы эхолота. При включении лазерного дальномера генерируется лазерный луч, который излучатель направляет на объект. Например, он направляется на ближайшую стену из стен (ультразвук генерируется звуковым дальномером). Луч отражается от объекта и попадает в приемник прибора. В зависимости от времени, которое проходит луч с момента его приема, и определяется расстояние до объекта. Полученный сигнал обрабатывается микропроцессором интеллектуального устройства и передается на дисплей в формате, понятном для восприятия. Папка фазового диапазона измеряет разницу между фазами волн (подробности ниже). Для измерения достаточно включить функцию лазерного луча, поместить дальномер на объект и нажать кнопку измерения расстояния. Вычисление площади, объема и других характеристик также происходит при нажатии на эту кнопку.

Функции лазерных дальномеров

Определение расстояния из разных точек отсчета

Range finder laser diode имеет несколько опорных точек, которые имеют отношение к характеристикам измерения. Поскольку лазерный луч исходит из корпуса прибора, при измерении расстояния от одной стены до другой необходимо учитывать длину этого корпуса. Чтобы избежать необходимости держать в уме такие расчеты, в дальномере устанавливается точка отсчета. Это выполняется с заднего торца прибора, с переднего торца или с упорного кронштейна (если таковой имеется). Если необходимо найти точную длину объекта, кронштейн выдвигается на 90 градусов (фактически, он прилипает к краю объекта). Если необходимо измерить от угла, скоба предлагается на 180 градусов, так как сам прибор не находится строго на углу.

Измерение площади и объема

Для измерения прямоугольной области с помощью лазерного дальномера необходимо определить ее длину и ширину и нажать специальную кнопку. Прибор вычисляет площадь на диаграмме и выводит результат на экран. Чтобы определить объем параллельной площадки, необходимо измерить ее длину, ширину и высоту. Некоторые электронные рулетки могут измерять углы, площади и объемы более сложных фигур. Такие измерения могут помочь быстро определить площадь пола, потолка и стен или найти объем конструкции. Последнее необходимо, например, при строительстве бассейна или установке кондиционера, когда нужно узнать количество комнат с кондиционером. Некоторые приборы имеют особенность стойки, которая складывается по длине стены комнаты и умножает высоту, чтобы найти общую площадь комнаты, окрашенной или оклеенной обоями.

Непрерывные измерения

Лазерная рулетка имеет 1 минус по сравнению с обычной рулеткой. Рулетку можно легко отступить на определенное расстояние от стены, но лазерной линейке нужна поверхность, на которую могут воздействовать лучи света. Чтобы решить эту проблему, была придумана функция непрерывного измерения. Это означает, что если вам нужно отступить от стены, то можно поставить полтора. Необходимо включить эту функцию и постепенно отодвигать прибор от стены. В этот момент через одну секунду (в зависимости от настройки) прибор сделает замер, который поможет вам отступить на точно заданное расстояние.

Принцип работы лазерного дальномера

Измерения на основе вычислений

Если по какой-то причине длина линии не позволяет прибору произвести измерение, ее можно рассчитать по определенной формуле. Представьте, что помещение имеет покатую крышу. Тогда для определения длины наклонной линии вам понадобится трапеция, а не прямоугольник. В дальномере эта трапеция не измеряется тремя линиями, а вычисляется прибором по функции трапеции. Аналогично, если прямое измерение затруднено, на объекте вычисляется высота. Затем расстояние до этой точки измеряется по диагонали и горизонтали (первый срез). По Пифагору, известному из школьного курса геометрии, этот прибор вычисляет вертикаль (второй бык). Такой расчет возможен только для прямоугольных треугольников, то есть вертикальных, а не наклонных поверхностей.

Определение минимума и максимума

С помощью лазерной рулетки определить длину диагонали большой комнаты не так просто. Это связано с тем, что необходимо четкое попадание из угла в угол. Максимальный режим помогает снизить риск ошибки и проводит несколько последовательных измерений. Прибор фокусируется на первом измерении и считает его наименьшим. Если при последующих измерениях появляется большее значение, оно считается длиной диагонали. Это делается с учетом того, что длина диагонали всегда является наибольшей из всех возможных длин помещения. Минимальный режим аналогичен предыдущему, при этом снижается риск и расстояния измеряются не перпендикулярно, а по диагонали. Например, необходимо измерить расстояние от пола до потолка. Затем, в минимальном режиме, прибор находит наименьшее из всех измерений.

Виды лазерных дальномеров

В зависимости от назначения лазерные дальномеры делятся на две категории: бытовые и профессиональные. Первые зачастую имеют небольшой (до 10 м) или средний (до 50 м) диапазон измерения и ограниченную функциональность. Профессиональные электронные рулетки измеряют расстояния более 200 метров, имеют широкий набор функций и могут работать в сложных погодных условиях. При строительстве крупных объектов, измерении территорий и в других случаях требуется большой радиус действия. По области применения лазерные рулетки делятся на различные категории. Есть дальномеры для промышленности, военных территорий, геодезии и строительства. Есть гаджеты для рыбалки, охоты и даже гольфа! Они предназначены для решения разных задач и поэтому отличаются друг от друга как внешним видом, так и набором функций. Например, качественный лазерный дальномер для охоты будет работать в сырых, пыльных, влажных и морозных условиях и сможет игнорировать траву, ветки деревьев и частицы, рассеянные в воздухе, такие как снег и дождь.

По принципу действия существуют импульсные дальномеры и фазовые. Импульсные включают встроенный таймер для определения времени отражения луча от объекта. На основании времени и скорости света рассчитывается расстояние. Поскольку импульсные лазерные рулетки имеют мощные лазеры, они могут измерять значительные расстояния, но они менее точны, чем фазовые. Пониженная точность объясняется тем, что даже расстояние в несколько сотен метров луч света измеряет слишком быстро (скорость света 300 000 км/с), а это требует сверхточного таймера. Импульсная рулетка получила свое название из-за того, что лазерный луч передается импульсами. В фазовых лазерных дальномерах луч всегда передается и модулируется сигналом определенной частоты. Отраженная от объекта волна фиксируется фотодетектором. Волны передаются в одной фазе и отражаются в других фазах, поэтому расстояние до объекта можно рассчитать по разности фаз. Фазовая рулетка более точна, но используется в основном для измерения на коротких расстояниях, так как постоянная работа лазера приводит к потере мощности луча.

Как выбрать лазерный дальномер

При выборе лазерного дальномера желательно определить задачу, для которой он приобретается. От этого зависят характеристики гаджета. Максимальные и минимальные измерения. Для дома подходят лазерные линейки с дальностью действия до 30 метров. Однако для измерений на улице или в больших помещениях имеет смысл приобрести прибор с более высоким максимумом (100 и более метров). Минимум обусловлен тем, что лазерные дальномеры не могут измерять расстояния так же мало, как обычная линейка. В некоторых приборах этот показатель составляет около 0,5 метра, в других — всего 5 сантиметров (чем шире шкала измерения). Количество точек отсчета. Отсчеты можно создавать от электронной рулетки, нижнего края и верхнего края скобки (см. Выше). Чем больше точек отсчета, тем точнее измерение. Функциональные. Помимо функциональности (площадь, объем, непрерывное измерение, сохранение измерений в памяти и т.д.), рекомендуется обратить внимание на уровень жидкости, емкость и возможность точной установки прибора. Для установки на штатив, наличие дополнительных функций (шламометр, ViewFinder, цифровой уровень и т.д.). Длина волны и класс лазера. Чем короче длина волны, тем более заметен луч. Эта величина измеряется в нанометрах. Класс лазера характеризует его мощность и безопасность для глаз. Чем выше класс, тем мощнее луч. Второй класс считается самым безопасным и распространенным, а использование дальномеров с лазерами третьего класса рекомендуется только в защитных очках. Другие характеристики. Среди них рабочая температура, подсветка и звуковая индикация, степень защиты от оборудования (USB-зарядка, наличие штативов, сумок, ремней, переходников), ударов, влаги и прочего, а также габариты прибора.

Читайте также: Принципы работы ветеринарной клиники

Ветеринарные клиники — одно из лучших медицинских учреждений для животных в нашем городе. Клиника отличается от других ветеринарных клиник тем, что имеет.

Лазерные дальномеры — устройства для измерения расстояния с широкой сферой применения

Во время работы дальномер постоянно излучает сигналы, частота которых не превышает 500 МГц. Длина волны неизменна (500-1100 нанометров). Фотоприемник принимает импульсы, отраженные от объектов. Расстояние определяется на основе расчета разницы между исходной и конечной фазами сигнала. Такие устройства обеспечивают высокоточные измерения при удалении объекта менее чем на 1 км.

Сфера применения

  • Строительство;
  • Несколько видов геодезических работ;
  • Сканеры;
  • Робототехника;
  • Навигация;
  • Геодезия;
  • Военное дело;
  • Астрономия и т.д.

Характеристики прибора

Независимо от дополнительных опций, которыми оснащен лазерный дальномер, он имеет следующие характеристики:

  • Дальность измерения (указывает максимальное расстояние, на котором параметры объекта могут быть измерены с заявленной производителем точностью. В современных моделях этот показатель достигает 100 м);
  • Точность (допуск на измеряемое значение, обычно в пределах 3 мм). Обычно в пределах 3 мм);
  • Питание Обычно осуществляется от элементов типа АА или ААА («finger» or «small farmer» batteries). Некоторые модели питаются от нестандартных типов батареек или элементов питания, но рекомендуется выбирать приборы на классических батарейках, которые можно легко найти в магазине;
  • Вес Современные компактные дальномеры весят до 150 грамм. Более тяжелые модели неудобны в использовании, особенно если с прибором нужно постоянно работать.

Дополнительные функции

Наиболее популярными дополнениями являются:

  • Уровень (с его помощью можно определить отклонение плоскости по вертикали и горизонтали);
  • Угольник (в сочетании с уровнем можно одновременно создавать несколько измерений);
  • Защита от пыли и влаги. Дальномер является точным электронным устройством. Любое воздействие пыли или влаги может привести к его поломке. Практически все современные модели оснащены защищенным корпусом. Однако если прибор планируется эксплуатировать в неблагоприятных условиях, целесообразно выбрать вариант с повышенной защитой. Кроме того, можно приобрести специальные чехлы;
  • Подсветка. Даже среди дорогих моделей с множеством дополнительных опций встречаются монохромные дисплеи и клавиатуры без подсветки. Такие устройства менее удобны в эксплуатации. Рекомендуется выбирать прибор с включенной или постоянной подсветкой и цветным дисплеем;
  • Дальномеры с такой функциональностью можно подключить к смартфону, планшету или ноутбуку для хранения, анализа и передачи данных. Выполнение всех этих действий вручную значительно снижает темп работы.

Критерии выбора лазерного дальномера

Главное, чтобы прибор справился с поставленной задачей. Чтобы избежать ошибок, рекомендуется обратить внимание на несколько ключевых факторов

Место проведения измерений

При ярком солнечном свете лазерный луч может быть визуально различим на расстоянии до 10 м. Для измерений на больших расстояниях в дальномер следует встроить оптический или цифровой визир. При работе на больших открытых площадях следует выбирать приборы с повышенной дальностью и точностью измерений. В помещении можно использовать любую модель.

Точность и диапазон

Стандартные дальномеры обеспечивают точность 1-3 мм на расстояниях от 50 см до 100 м.

Условия

Самый современный уровень защиты дальномеров — IP54. Первая цифра указывает на степень пылепроницаемости. Показатель 5 говорит о том, что не исключено проникновение небольшого количества корпусной пыли, но это не повредит работе устройства; второе число — влагозащита. Дальномеры уровня 4 вряд ли выдержат полное погружение в воду, но могут функционировать под дождем и брызгами.

В большинстве случаев этих параметров достаточно для бесперебойной работы устройства. Однако если большое количество мелкой пыли или воды на участке может попасть на прибор, рекомендуется выбрать модель с усиленной защитой или приобрести специальный чехол.

Устройство лазерного дальномера

Лазерные дальномеры предназначены для измерения расстояний. Работа этого прибора основана на следующих принципах Он передает лазерный сигнал, который отражается от объекта, измеряет время его прохождения и соотносит его с объектом, к которому он относится. Большинство современных дальномеров имеют компактную форму и удобны в использовании. Для использования таких приборов не требуется специальных навыков.

Основные элементы строительного дальномера

  1. Оптические лазерные излучатели — производят луч, упаковывают его и направляют в нужную точку;
  2. Оптический отражатель — принимает отраженный луч;
  3. Компьютерный преобразователь или микропроцессор;
  4. Встроенная программа расчета — предназначена для обработки результатов измерений и выдачи их в правильной форме;
  5. Фиксатор дальномера;
  6. Прицел — направляет луч точно в нужное место;
  7. Пузырьковый уровень.Строительный лазерный дальномер — выбор и работа встроенного в лазерный дальномер пузырькового уровня позволяет точно установить прибор на поверхность.

Строительный лазерный дальномер имеет записную книжку и калькулятор. Прибор сам производит расчеты и сохраняет данные в памяти.

Виды дальномеров

По принципу действия лазерные дальномеры делятся на фазовые и импульсные.

Фазовые измерители

Фазовые дальномеры не имеют такого большого радиуса действия, но гораздо точнее за счет своего принципа работы и дешевле за счет того, что в них не устанавливаются дорогие превосходные таймеры. Фазовые дальномеры работают на меньших расстояниях, но имеют лучшую точность и более низкую цену

Принцип работы дальномера этого типа заключается в том, что лазерная волна передается на объект в одной фазе и отражается обратно в другой фазе. Рассчитывая сдвиг фаз, прибор определяет расстояние до объекта. Благодаря такому принципу работы фазовый дальномер обладает высокой точностью. Если необходимо работать на расстоянии, превышающем длину излучаемой волны, прибор несколько раз посылает сигнал для изменения частоты модуляции. Затем процессор прибора определяет точное расстояние до цели путем решения системы линейных уравнений.

Импульсные измерители

Импульсный дальномер состоит из детектора излучения и импульсного лазера. Он вычисляет расстояние до объекта путем умножения времени прохождения луча на скорость света. Импульсные дальномеры работают на гораздо больших расстояниях, чем фазовые, из-за большей мощности излучаемых импульсов. Такие измерители часто используются для военных прицелов.

Применение и функции лазерного дальномера

Используйте лазерную рулетку для вычисления объемов, расчета площадей помещений, измерения сложных недоступных участков, определения длины скатов крыш и угла их наклона, нахождения площадей наклонных стен, потолков и их диагоналей.

Дополнительные функции некоторых современных дальномеров

  1. Подсветка;
  2. Водяная дорожка или пузырьковый уровень. Этот прибор почти всегда устанавливается на строительную лазерную рулетку. Он помогает определить, находится ли прибор на поверхности;
  3. Визир — это специальное устройство, которое приближается к точке, где производится измерение. Он функционирует аналогично цифровому увеличению (зуму) видеокамеры и особенно актуален при работе на больших расстояниях;
  4. Дисплей с цветным экраном;
  5. Термометр. Допустимые погодные условия для использования каждого прибора указаны в инструкции. В любом случае, при работе в холодную погоду, необходимо предоставить устройству на некоторое время адаптироваться к температуре окружающей среды;
  6. Датчик для измерения наклона до 45°. Необходим для расчета угла наклона крыши, направления навеса и других подобных операций. Лазерный дальномер с датчиком измерения угла наклона может использоваться для расчета расстояний на криволинейных поверхностях;
  7. Индикатор заряда батареи;
  8. Функция Bluetooth;
  9. Трекинг — непрерывное измерение расстояния. При перемещении по территории фермы трекинг производит не одно измерение, а несколько с определенной частотой и отображает полученные результаты. Такая опция необходима для измерения необходимой длины конструкции или помещения;
  10. Различные математические функции.

Работа с лазерной рулеткой

  1. Установите и закрепите прибор в начальной точке измерения;
  2. Включите дальномер с помощью специальной кнопки;
  3. Выберите нужную опорную точку. Многие модели для удобства имеют встроенную функцию выбора точки спереди или сзади корпуса прибора. Такая функция необходима для определения расстояния без учета размеров корпуса. Некоторые приборы также оснащены специальными кронштейнами, которые позволяют проводить измерения в неудобных местах. Их начальную точку можно выбрать от края корпуса или от самого кронштейна;
  4. Выберите необходимую единицу измерения;
  5. Нажмите функциональную кнопку, чтобы начать измерение;
  6. Результаты отображаются на дисплее прибора.

Если, например, вам необходимо определить расстояние от одной стены до другой, выполните следующие действия.

Принцип работы лазерного дальномера
  1. Установите прибор на одной стене;
  2. Убедитесь, что прибор закреплен заподлицо с поверхностью и надежно зафиксирован на стене;
  3. Назначьте прижатую часть корпуса в качестве точки отсчета. Это гарантирует, что толщина самой рулетки будет учтена при расчете;
  4. Активируйте функцию начала измерения;
  5. Результат отобразится на экране. Чтобы измерить необходимое расстояние, необходимо установить прибор на стене и нажать функциональную кнопку. Все остальные действия выполняет прибор.

Для более точных расчетов не рекомендуется держать прибор в руке во время измерения. Не направляйте лазерный луч прибора на лицо, так как это может привести к ожогу сетчатки глаза.

Правила эксплуатации дальномера

  1. Лазерная рулетка должна эксплуатироваться в соответствии с техническими инструкциями;
  2. Не допускайте попадания воды или грязи внутрь прибора. Также избегайте перегрева или переохлаждения дальномера;
  3. Необходимо защищать прибор от падений и ударов;
  4. Ремонт дальномеров должен производиться только в специальных мастерских;
  5. Рекомендуется хранить лазерный дальномер в специальном футляре.

Устройство компактного лазерного строительного дальномера

Устройство лазерного дальномера состоит из следующих блоков

Операционная система лазерного дальномера

  1. Излучатель — производит луч и передает его в интересующую точку;
  2. Отражатель — необходим для приема отраженного луча от объекта;
  3. Микропроцессор — для выполнения необходимых расчетов;
  4. Предустановлен с необходимыми программами для обработки данных, полученных во время измерения;
  5. Прицельное устройство, позволяющее направить луч в нужное место;
  6. Уровни, позволяющие установить прибор строго в горизонтальной или вертикальной плоскости.

Дополнительные функции

Микроэлектроника, используемая в конфигурации лазерных дальномеров, предназначена не только для непосредственного измерения. Многие устройства этого типа имеют ряд дополнительных функций, таких как.

  1. Функция непрерывного измерения. При работе в обычном режиме дальномер фиксирует результаты и выводит их на монитор при нажатии кнопки на пульте дистанционного управления. Однако во многих случаях необходимо измерить постоянное расстояние, например, от стены до будущей перегородки. Для этого переключите прибор в режим непрерывного измерения. В этом режиме работы прибор выполняет независимые измерения на определенных частотах и отображает результаты на мониторе. Измерения производятся в режиме реального времени.
  2. Определение максимального и минимального расстояния. Эта функция помогает определить диагонали помещения. На практике измерение не такое простое и может быть просто пропущено при наведении лазерного луча, что приводит к неточным результатам. Если на приборе установлено минимальное расстояние, то будут регистрироваться только измерения, превышающие установленное расстояние.
  3. Функция непрерывного измерения. При работе в обычном режиме дальномер фиксирует результаты и выводит их на монитор при нажатии кнопки на пульте дистанционного управления. Однако во многих случаях необходимо измерить постоянное расстояние, например, от стены до будущей перегородки. Для этого переключите прибор в режим непрерывного измерения. В этом режиме работы прибор выполняет независимые измерения на определенных частотах и отображает результаты на мониторе. Измерения производятся в режиме реального времени.

Смотрите также

Быстровозводимые ангары: универсальное решение для различных сфер деятельности

Быстровозводимые ангары: универсальное решение для различных сфер деятельности

Быстровозводимые ангары — это современное и эффективное решение для множества задач в различных отраслях. Благодаря …

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.