متر لیزری چیست و کاربرد آن کجاست ؟

فاصله سنج لیزری وسیله ای است که از پرتو لیزر برای تعیین فاصله اجسام استفاده میکند.عمومی‌ترین نوع فاصله سنج لیزری براساس زمان پرواز نمونه به وسیله فرستادن یک پالس لیزر در یک باریکه پرتو به سمت جسم و اندازه گیری زمان صرف شده پرتو برای اینکه از هدف منعکس شده و به فرستنده باز گردد عمل می‌کند . به خاطر سرعت بالای نور این تکنیک برای اندازه گیری‌های با دقت کمتر از میلیمتر مناسب نیست به طوری که اغلب سه گوشه سازی و روش‌های دیگر به کار می روند .

یکی از وسایلی که جهت اندازه گیری فاصله و ترازیابی بکار می رود متر لیزری یا فاصله سنج لیزری می باشد که به دلیل دقت و سرعت بالا در فعالیت های عمرانی و ساخت ساز به یکی از وسایل پرکاربرد تبدیل شده است. همچنین از مترهای لیزری در صنابع نظامی، عمرانی، صنایع تولیدی و بسیاری از صنایع دیگر جهت کاهش هزینه، افزایش دقت، افزایش سرعت کار و به حداقل رساندن خطای انسانی استفاده می شود.

طرز کار فاصله یاب لیزری براساس همان اصولی است که د ر رادارهای معمولی بکار می‌رود. یک تپ لیزری YAG و یا CO2 به هدفی که نشانه روی شده است ارسال می‌شود. پس تپ ارسالی به هدف خورده باز می‌گردد و سپس توسط یک سیستم مناسب گیرنده نوری آشکار می‌شود. فاصله مورد نظر با تعیین مدت زمانی که طول می‌کشد تا تپ ارسالی مسیر رفت و برگشت را طی کند، بدست می‌آید. طرح کلی یک فاصله یاب Nd: YAG متشکل از فرستنده (لیزر) ، گیرنده و دوربین است. پس با ارسال تپ ارسالی به هدف ، نور پراکنده شده از هدف توسط عدسیهای L1 و L2 روی یک آشکار ساز تمرکز یافته و یک سیگنال الکتریکی حاصل می‌شود. اگر لحظه t0 تپ لیزری از سیستم به سمت هدف ارسال شود و سیگنال بازگشتی در لحظه t1 آشکار شود، با توجه به اینکه نور با سرعت C در مدت زمان t1 - t0 فاصله 2x (رفت و بازگشت سیگنال) را پیموده است، فاصله x بدست می‌آید:

X = (1/2) C (t1 - t0)

مشاهده می شود که دقت در تعیین فاصله به دقت در تعیین زمان بستگی دارد. سیستمهای نظامی با شمارش نوسانهای یک بلور کوارتز در مدت زمان t1 - t0 فاصله مورد نظر بصورت عددی روی دستگاه ظاهر می‌شود

متر لیزری چیست و کاربرد آن کجاست ؟

طرز کار مترهای لیزری

مترهای لیزری با ارسال یک پالس لیزر به هدف و اصابت آن به هدف و بازگشت آن به دستگاه اندازه گیری مربوطه را انجام میدهند.زمان پرواز یا زمان رفت و برگشت این پالس برپایه این اصل که سرعت نور در زمین تقریبا مقدار ثابتی میباشد، 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. 

محاسبه فاصله

فاصله بین متر 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 متر لیزری

مهم ترین کاربرد لیزر 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 مترهای 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 مترلیزری/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

متر لیزری چیست و کاربرد آن کجاست ؟

دلیل استفاده از لیزر

نور لیزر طیفی بسیار متمرکز، شدید و معمولا تک فرکانس است. این نور برای اندازه گیری بسیار با دفت عمل میکند چون با سرعت بسیار ثابتی حرکت در اتمسفر حرکت میکنند. همچنین مدت زمان بیشتری طول میکشد تا این نور منشعب ضعیف شود که باعث افزایش دقت اندازه گیری میشود. همچنین نور لیزر دیرتر از نور سفید پراکنده میشود، 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 میکند، که برای اندازه گیری فاصله ها بسیار مهم است.
مواری که منجر به بروز خطا در متر 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 می کنند. 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