С давних времен для измерения линейных размеров человечество применяет линейки, рулетки и угольники, изготовленные из пластиков, алюминиевых сплавов и проч. Но техника не стоит на месте. Все активнее используются лазерные измерительные приборы. В немалой степени этому способствует миниатюризация лазерных диодов, снижение их энергнопотребления и цены. наш рассказ о лазерных дальномерах.

ЭТОТ ЗАГАДОЧНЫЙ ЛАЗЕР

Слово «лазер» является акронимом от англ. light amplification by stimulated emission of radiation (усиление света посредством вынужденного излучения). Эта замысловатая аббревиатура кратко, но емко передает основную суть лазера – вынужденное излучение и генерация фотона (элементарной частицы) при переходе квантовой системы из возбужденного в стабильное состояние под воздействием индуцирующего фотона. Излучение может быть постоянным или непрерывным, но всегда одноцветным (наиболее распространены красный и зеленый лазеры).

У лазера три основные части:

• источник энергии («накачки»);
• рабочее тело;
• система зеркал (оптический резонатор).

Рабочее тело – это главный элемент любого лазера, определяющий основные его свойства. Рабочее тело «накачивают» энергией внешнего источника, вызывая излучение. В измерительных приборах, как правило, используется твердотельное рабочее тело. Система зеркал вокруг рабочего тела отражает и направляет вынужденное излучение рабочего тела в требуемом направлении. У современных твердотельных лазеров вместо установки зеркал часто полируют торцы активного элемента. Основой лазерных измерительных приборов стал лазерный диод, соединяющий в себе рабочее тело, оптический резонатор и источник энергии.

Лазерное излучение оказывает вредное воздействие на кожные покровы человека и сетчатку глаза (хрусталик фокусирует излучение и концентрирует его на сетчатке). Поэтому мощность излучения большинства лазерных приборов ограничена стандартом IEC 60825-1:2007. Разрешенный уровень, с одной стороны, не сказывается на точности измерения (только на яркости и видимости при высокой освещенности и дальности работы с приемником), но с другой стороны, позволяет работать с лазером без защитных очков. Вместе с тем при длительном использовании дальномера желательно надевать защитные очки. При их выборе обратите внимание на длину волны используемого лазера, чтобы подобрать очки, не пропускающие свет той длины волны, на которой он работает. Например, если очки пропускают свет с длиной волны до 400 нм, то и зеленый, и красный лазерный лучи не опасны.

ЛАЗЕРНЫЕ ДАЛЬНОМЕРЫ

Все более востребованным измерительным инструментом при строительстве и ремонте является лазерный дальномер (также называемый лазерной рулеткой). Что собой представляет этот прибор? Он состоит из корпуса, блока питания, лазерного диода (обычно с красным лучом), приемника отраженного излучения, дисплея для считывания результатов измерения, клавиатуры или сенсорного экрана. Дополнительно могут присутствовать визир, модуль передачи информации и встроенные вычислители. Принцип действия прибора заключается в измерении разности фаз отраженного и излученного лазерного луча. Лазерные дальномеры способны выполнять измерения с точностью, как правило, ±1-1,5 мм. Этого вполне достаточно для большинства ситуаций, где используют такие приборы. Впрочем, как было сказано выше, красная точка лазера «теряется» на большом расстоянии. Встроенный в дальномер визир позволяет увидеть место, в которое направлен лазерный луч. Визир может быть простым оптическим или телевизионным (с увеличением и с кратностью 4х) – с выводом изображения на цветной дисплей.

Наиболее востребовано это приспособление на дальномерах с большим диапазоном или количеством измерений. Примерно равная точность представленных на рынке лазерных дальномеров сделала условным разделение приборов на профессиональные и любительские по этому показателю. Поэтому профессиональной называют лазерную технику не с прецизионной точностью, а с большим количеством дополнительных функций, которые позволяют, например, выполнять большое количество замеров и отправлять полученные значения на сопряженные устройства. Последнее происходит за счет предусмотренных на серьезных моделях специальных модулях, которые по Bluetooth передают информацию на планшеты, смартфоны или ноутбуки. При большом количестве измерений это позволяет упростить работу и избежать ошибочных данных. Кроме того, лазерные дальномеры могут передавать данные при подключении через USB.

Расположенная на корпусе большинства приборов позиционная скоба дает возможность выполнять измерения не только от переднего и заднего торцов корпуса, но и из угла, например дверного или оконного проема. Обычно при откидывании скобы прибор автоматически переходит в соответствующий режим измерения с отображением специального значка на дисплее. В некоторые модели дальномеров встраивается датчик угла наклона, который позволяет измерять вертикальные углы. Это весьма полезное расширение, однако необходимо учитывать, что база измерений, которая определяется размерами корпуса прибора, не позволяет получать точные значения. Память измерений – еще одна опция, способная упростить работу. Прибор сохраняет определенное количество измерений. Кроме того, в некоторых моделях лазерных дальномеров для сохранения заряда при бездействии автоматически уменьшается подсветка дисплея, а затем отключается питание прибора.

Возможность крепления на штатив необходима при измерении больших расстояний или при угловых измерениях (например, для расчета длины объекта, находящегося под прямым углом к наблюдателю). В таких условиях измерение «с рук» неизбежно связано с недопустимо большой погрешностью. В наибольшей степени это касается угловых измерений и вычислений.

Для работы на стройплощадке или на открытом воздухе желательно, чтобы прибор имел необходимую степень защиты оболочки и выдерживал небольшие падения, а также попадание влаги на корпус.

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ВЫЧИСЛЕНИЯ И ИЗМЕРЕНИЯ

Многие лазерные дальномеры позволяют не только измерять длину или расстояние, но и производить дополнительные расчеты измерения:

• минимальные и максимальные расстояния. Часто возникает необходимость вычислить диагональ помещения. Методом последовательных измерений можно определить минимальное расстояние до внешнего или внутреннего угла;
• функция треугольника. Позволяет рассчитать площадь треугольника и вычислить угол между сторонами. Особенно полезна для вычисления площади помещений сложной формы. Из геометрии известно, что любую фигуру, образованную прямыми отрезками, можно разделить на треугольники, следовательно, используя функцию треугольника, можно вычислить площадь практически любого помещения;
• площадь и объем. Следуя подсказкам на дисплее прибора, можно вычислить площадь и объем помещения;
• функция маляра. Выполняет расчет площадей стен в помещении с одинаковой высотой стен без выполнения промежуточных измерений;
• измерение высоты. Если прибор оснащен датчиком наклона, то он может вычислить высоту предмета по двум измерениям (до вершины и основания);
• функция Пифагора. При наличии штатива позволяет определить длину объекта, находящегося в картинной плоскости;
• измерение диаметра. Дает возможность вычислить диаметр объекта по двум измерениям со штатива;
• трапеция. Позволяет измерять и вычислять размеры трапеции. Полезно при выполнении кровельных и фасадных работ. Например, можно вычислить площадь фасада и уклон крыши.

Еще раз напомним, что некоторые из перечисленных измерений возможны только при наличии штатива и встроенного в прибор датчика угла наклона. Также отметим, что значительная часть из указанных измерений доступна только достаточно дорогим профессиональным приборам.

СОФТ

Для обмена данными между лазерным дальномером и сопряженным устройством необходимо соответствующее программное обеспечение. Как правило, такой софт бесплатно поставляется производителем дальномера и позволяет передавать данные измерений и вычислений на смартфон, планшет или ноутбук. Полученную информацию можно использовать в системах автоматизированного проектирования (например, имеется плагин Leica DISTO для работы в AutoCAD). Наиболее простые и доступные лазерные дальномеры такими коммуникационными возможностями не обладают.

ВОПРОС ВЫБОРА

Для правильного выбора лазерного дальномера пользователю нужно представлять диапазон измерений, которые ему понадобятся. В этом плане покупка лазерной рулетки не отличается от приобретения обычной. Специалисты условно делят лазерные дальномеры на несколько категорий по дальности: 0-40 м, 40-80 м, 80-200 м, 200-600 м, от 600 м. Первая категория – это инструмент, предназначенный, как правило, для работы внутри помещений, последняяна открытом воздухе. Чем больше дальность измерения, тем выше цена изделия.

Выбирая лазерную рулетку (дальномер), не стоит гнаться за большим диапазоном измерений. Чем больше показатель дальности, тем выше стоимость прибора. Для работы в помещениях, жилых домах достаточно прибора с дальностью до 40 м, на строительстве частного дома – 80-100 м. Кроме того, необходим обоснованный набор функций. Минимально необходимым можно считать возможность определения площади и переноса точки отсчета в сочетании с откидной скобой (для продольных элементов) и визир или встроенная видеокамера (при работе на улице). Важно помнить, что лазерный дальномер – это оптический прибор, который хотя и имеет определенный запас прочности (некоторые модели оснащены дополнительной пылевлагозащитой – IP 65), но совершенно не переносит небрежного обращения, падений с высоты, работы под проливным дождем и проч. В сервисный центр нашей компании часто приносят приборы со следами подобного обращения. Но не все из них можно отремонтировать. К тому же стоимость ремонта подчас сопоставима со стоимостью нового прибора.