فاصله سنج لیزری چیست؟ کاربرد و انواع آن

فاصله سنج لیزری چیست؟ کاربرد و انواع آن

فاصله سنج لیزری (Laser Distance Meter) ابزاری است بسیار کارآمد و دقیق که به منظور اندازه گیری فاصله ، ترازیابی و تطابق بکار می رود. با توجه به توانایی لیزر در تعیین موقعیت هدف با دقت بالا و سرعت بالا امروزه در ابزارهای مختلفی از جمله فاصله سنج های لیزری از این تکنولوژی استفاده شده است. فاصله سنج های لیزری و یا متر لیزری در صنایع مختلفی کاربرد دارد از جمله عملیات ساخت وساز، استفاده های نظامی(ضد موشک، برد و هدایت اسلحه)، زیر اقیانوس (عمق سنجی )، فراینده های تولید صنعتی (سامانه های مدیریت انبارو فرایند تولید در صنعت فولاد) می توان ازمتر لیزری و فاصله سنج های لیزری استفاده کرد.

برای  خرید فاصله سنج لیزری به لینک های زیر مراجعه بفرمائید :

امروزه استفاده از لیزر در اندازه گیری فاصله با صرف هزینه و وقت بسیار کمتر می توان به دقت بالایی دست یافت و بدین ترتیب، تحولی در روش های نقشه برداری و کاربردهای نظامی، فرآیندهای صنعتی بوجود آمده است. همچنین فاصله سنج های لیزری در وضعیت نامساعد جوی نیز به خوبی کار می کنند و انواع اشتباهات و خطاهای انسانی و دستگاهی در اندازه گیری با آنها حذف می شود. مخصوصا با دستگاه هایی که عمل ثبت قرائت نیز روی کرت یا حافظه جانبی ضبط شده و مستقیما به داخل کامپیوتر منتقل می شود، بسیاری از خطاهای انسانی انسانی حذف می گردد.

فاصله سنج لیزری با ارسال یک پالس لیزر به هدف و اصابت آن به هدف و بازگشت آن به دستگاه اندازه گیری مربوطه را انجام می دهند. زمان پرواز یا زمان رفت و برگشت این پالس برپایه این اصل که سرعت نور در زمین تقریبا مقدار ثابتی می باشد، مبنای اندازه گیری است. در درون دستگاه کامپیوتر کوچکی فاصله را بر مبنای زمان پرواز و سرعت نور محاسبه میکند. این روش محاسبه میتواند فاصله زمین تا ماه را با خطای چند سانتیمتر محاسبه کند.

در ساخت فاصله سنج های لیزری و کلا هر نوع فاصله سنجی 3 روش عمده وجود دارد که در زیر یک به یک به آنها می پردازم:

1 – یکی مبتنی بر میزان امواج بازگشتی از روی مانع (روش شدتی) است در این روش ما تنها کاری که می کنیم شدت نور لیزر برگشتی از مانع را حساب و سپس فاصله را که با شدت نور رابطه مستقیم دارد حساب می کنیم اما همان طور که میدانیم شدت نور برگشتی به عوامل زیادی از جمله میزان نور محیط (شب یا روز بودن) میزان گرد و غبار موجود در هوا و… بستگی دارد که ما باید این کمیت ها را در محاسباتمان لحاظ کنیم.

2- روش دیگر بر مبنای اندازه گیری زمان سیر نور از فرستنده به هدف و از هدف به فرستنده است استفاده از این روش علیرغم مشکلات زیاد در ساخت مدارات مربوط به اندازه گیری زمان و … به لحاظ مقاومت بیشتر و وابسته نبودن آنچنانی در برابر تغییرات محیطی از روش اول مناسبتر است اما همان طور که میدانیم سرعت نور 299000 کیلومتر در ثانیه است و در ساخت این دستگاه به این روش بحث محدودیت در فرکانس کاری مدارات الکترونیکی و مدارات وابسته بر میکروکنترلر ها مطرح می شود و در صورتیکه این مشکل را نیز مرتفع کنیم مشکل نویز پذیری این مدارات مطرح می شود لذا در ساخت آن تدابیر شدیدی برای دفع نویز و در صورت نویزی شدن حذف نویز باید اندیشید.

3 -همان طور که میدانیم میزان فرکانس امواج در اثر حرکت در فضا تغییر میکند و از همین روش می توان میزان فاصله را با محاسبه فرکانس امواج برگشتی و مقایسه با میزان امواج ارسالی (البته در صورتیکه فرکانس امواج ارسالی متغییر باشد) می توان با یک رابطه ساده از طریق ریاضی فاصله را محاسبه نمود و در صورتیکه میزان فرکانس امواج ارسالی ثابت باشد تنها با اندازه گیری فرکانس بازگشتی و قرار دادن این فرکانس در فرمول میزان فاصله را محاسبه میکنیم محاسبه فرمول ها هم که دیگر کاری ندارد.

محاسبه فاصله:
فاصله بین فاصله سنج لیزری و و هدف با فرمول D=ct/2 محاسبه میشود. که در آن t زمان پرواز و c سرعت نور است. با توجه به سرعت بالای نور و در نتیجه پالس فرستاده شده توسط دستگاه، دقت اندازه گیری بسیار بالاست.

کاربرد فاصله سنج لیزری

مهم ترین کاربرد فاصله سنج لیزری اندازه گیری فاصله ، تراز یابی و تطابق است که بسته به نوع کاربرد در صنایع مختلف از جمله ساخت و ساز عمرانی و نقشه برداری، فرآیندهای تولید صنعتی،صنایع نظامی و… مورد استفاده قرار می گیرد.
از مهمترین کاربردهای فاصله سنج لیزری درون ساختمان می توان به موارد زیر اشاره کرد:
• نصب و تراز نمودن انواع فریم , قاب و ستون
• نصب کابینت , قفسه و سرویسهای بهداشتی
• نصب کاغذ دیواری و شابلون
• انواع عملیات دکوراسیون داخلی
• نصب Drywall , پارتیشن و دیواره های کاذب
• نصب و هم راستائی درب و پنجره
• سقف و کف کاذب و رابیتس بندی
• ساخت و نصب پانل، قالب، قاب و کمد
• نصب و اتصال ادوات به دیوار مانند: ماشین آلات، عکس، پوستر و …
• پروژه های بازسازی بافتهای فرسوده
• نصب اتصالات برقی, کلید و پریز، لوستر و چراغ سقفی
• نظارت و کنترل عملکرد پیمانکاران پروژه های عمرانی

هدف از بکار بردن فاصله سنج لیزری

• به حداقل رساندن خطای انسانی
• افزایش چشمگیر سرعت کار
• دقت عملیات
• اجتناب از دوباره کاری و مصرف بی مورد مصالح ساختمانی
• کاهش هزینه های اجرا و نیروی انسانی
• وزن سبک دستگاه و قیمت و پیچیدگی بسیار کم آن

دلیل استفاده از لیزر

نور لیزر طیفی بسیار متمرکز، شدید و معمولا تک فرکانس است. این نور برای اندازه گیری بسیار با دفت عمل می کند چون با سرعت بسیار ثابتی حرکت در اتمسفر حرکت می کنند. همچنین مدت زمان بیشتری طول می کشد تا این نور منشعب ضعیف شود که باعث افزایش دقت اندازه گیری می شود. همچنین نور لیزر دیرتر از نور سفید پراکنده می شود، به همین دلیل میتواند به فاصله دورتری تابانده و گرفته شود. در مقایسه با نور سفید، نور لیزر تا مسافت بیشتری شدت خود را حفظ می کند، که برای اندازه گیری فاصله ها بسیار مهم است.

مواری که منجر به بروز خطا در فاصله سنج لیزری می شود

در برخی موارد در طی فواصل طولانی در نتیجه واگرایی پرتو لیزر گسترش یافته و پخش می شود، این پدیده به علت مجاورت با حباب های هوا که مانند لنزی عمل می کنند که تغییراتی در حدود اندازه های میکروسکوپی تا تقریبا نصف ارتفاع مسیر پرتو لیزر بالای زمین دارند ایجاد می شود.
این اغتشاشات اتمسفری با پراکندگی خود لیزر و با حلقه های متقاطع بهم می پیوندد که سبب می شود حباب های گرم به طور جانبی بهم فشرده شوند، که ممکن است به صورتی که سبب مشکل در صحت خواندن فاصله یک شی شوند با هم ترکیب گردند، مثلا زیر برخی درختان یا پشت بوته ها و شاخ و برگ ها یا حتی در فواصل طولانی بیشتر از ۱۰ کیلومتر در فضای باز و نواحی خیلی تاریک.
بعضی نورهای لیزری ممکن است که از شاخ و برگهای نزدیک تر به شیء بازگشت داده شوند که باعث بازگشت دادن زود و خواندن کم دقت می شود.در عوض در فواصل بیشتر از ۳۶۵ متر، هدف اگر در مجاورت زمین باشد ممکن است به راحتی در یک سراب ناپدید شود، که این سراب به دلیل تغییرات دما در هوا در مجاورت بیابان داغ که باعث خمیدگی نور لیزر می شود بوجود می آید.
همچنین اجسام مختلف نور را را با شدت متغیری منعکس میکنند. موادی که تمایل به جذب یا پراکنده کردن نور دارند، احتمال برگشت نور به دستگاه فرستنده را کاهش می دهند. در این صورت باید از دستگاهی با امکان “جابجایی فاز” استفاده کرد. 

چرا فاصله سنج لیزری اینقدر محبوب شده اند؟

هنگامی که می خواهید فواصل کوتاه را اندازه بگیرید یا می خواهید فضای مورد نیاز یک جسم را شبیه سازی کنید ، یک فاصله سنج سنتی خوب می تواند مفید باشد. به همین دلیل بسیاری از افراد حرفه ای مانند آجرچینی ها و کارگران ساختمانی هنوز از آن استفاده می کنند.

همچنین باید به خاطر داشته باشید که برای کارکردن فاصله سنج لیزری داشتن سطحی ضروری است که بتواند پالس لیزر را روی آن منعکس کند. بنابراین برای اندازه گیری طول یک قطب یا کناره جعبه مناسب نیستند ، یعنی طولی که در انتهای آن برآمدگی نداشته باشد و پرتوی لیزر بتواند بر روی آن “بخورد”.

از طرف دیگر ، ابزار فاصله سنج لیزری مزایای بزرگی را به همراه دارد: بی واسطه بودن اندازه گیری ، سهولت استفاده ، توانایی یک اپراتور برای اندازه گیری هر مسافت توسط خودش. علاوه بر این ، این ابزار اندازه گیری برای محافظت از ایمنی کارگران بسیار مهم است. پرتوی لیزر در واقع می تواند به غیرقابل دسترس ترین نقاط برسد ، و استفاده از سازه های ناخوشایند و خطرناک و در نتیجه شیرین کاری در ارتفاع ، بالکن یا سقف را از بین می برد.