Dokładność w zasięgu ręki - przewodnik po laserowych urządzeniach pomiarowych

Laserowe urządzenia pomiarowe rewolucjonizują wiele branż dzięki swojej precyzji, niezawodności i wszechstronności. Od budownictwa i inżynierii po geodezję i elektronikę , technologia laserowa pozwala na dokładne pomiary. Po zapoznaniu się z tym artykułem zrozumiesz, jak działają te urządzenia, jakie są ich główne zastosowania oraz jakich norm bezpieczeństwa należy przestrzegać przy ich użytkowaniu.

W tym artykule omówimy:

• Czym jest laserowe urządzenie pomiarowe?
• Historia i rozwój technologii laserowej
• Podstawy fizyki laserów i wrażliwość ludzkiego oka
• Norma bezpieczeństwa laserowego i klasy laserów
• Jak działają laserowe urządzenia pomiarowe?
• Rodzaje i zastosowania laserowych urządzeń pomiarowych
• Bezpieczeństwo i dobre praktyki przy pracy z urządzeniem laserowym

Czym jest laserowe urządzenie pomiarowe?

Laserowe urządzenie pomiarowe to narzędzie wykorzystujące technologię laserową do precyzyjnych pomiarów odległości, kształtów, prędkości, kierunku przepływu powietrza i wielu innych parametrów. Technologia laserowa charakteryzuje się wysoką spójnością i jednolitością długości fali światła, co pozwala na osiąganie bardzo dokładnych i powtarzalnych wyników. Laserowe urządzenia pomiarowe znajdują zastosowanie w wielu branżach, w tym w budownictwie, inżynierii, architekturze, meteorologii, archeologii oraz medycynie. W tym wpisie przyjrzymy się bliżej urządzeniom laserowym używanym w budownictwie, branży remontowo-wykończeniowej i w geodezji, takim jak dalmierze laserowe, lasery krzyżowe, niewelatory i tachimetry laserowe.

Historia i rozwój technologii laserowej

Historia technologii laserowej sięga początków XX wieku, kiedy to naukowcy zaczęli zgłębiać zjawisko emisji wymuszonej, które stanowi podstawę działania lasera. Albert Einstein w 1917 roku przedstawił teoretyczne fundamenty emisji wymuszonej w swoim artykule dotyczącym kwantowej teorii promieniowania. Jego prace stworzyły teoretyczną ramę, która w późniejszych latach umożliwiła rozwój technologii laserowej.

Pierwszy działający laser został skonstruowany przez Theodore Maimana 16 maja 1960 roku w Hughes Research Laboratories. Był to laser rubinowy, który emitował światło w zakresie widzialnym o długości fali 694 nm. Osiągnięcie to otworzyło nowe możliwości badawcze i technologiczne, dając początek nowej erze w dziedzinie optyki.

Lata 60. XX wieku były okresem intensywnego rozwoju technologii laserowej. W 1961 roku zbudowano pierwszy laser helowo-neonowy, który emitował stabilne światło w zakresie czerwonym (632,8 nm). Następnie wprowadzono lasery gazowe, półprzewodnikowe oraz chemiczne, które znalazły zastosowanie w różnych dziedzinach nauki i przemysłu.

W ostatnich dekadach technologia laserowa przeszła dynamiczny rozwój, prowadząc do powstania nowych typów laserów, takich jak lasery włóknowe, lasery femtosekundowe oraz lasery oparte na ciałach stałych. Te nowoczesne lasery oferują niespotykaną precyzję, stabilność i możliwość pracy w ekstremalnych warunkach.

Podstawy fizyki laserów i wrażliwość ludzkiego oka

Aby lepiej zrozumieć o co chodzi, należy sięgnąć do podstaw fizyki. Jak wiadomo, ludzkie oko przystosowane jest do widzenia określonym spektrum długości fal świetlnych. W zależności od źródeł, przyjmuje się, że pomiędzy długościami ok. 400 a 700 nanometrów (nm) fale świetlne pozwalają na uzyskanie widzenia barwnego, poniżej tych wartości mamy styczność z nadfioletem, natomiast powyżej - światło podczerwone. Poza tymi faktami, warto także wspomnieć o wrażliwości ludzkiego oka na kolor, co najlepiej przedstawia poniższy wykres.

Jak widać, ludzkie oko jest kilkukrotnie bardziej wrażliwe na światło koloru zielonego niż np. czerwonego. Z tego powodu urządzenia laserowe o długości fali 535 nm będą dla ludzkiego oka bardziej wyraźne niż lasery o długości fali 650 nm, pomimo, że obydwa będą posiadały taką samą moc. Wykres wrażliwości na długość fal można zastosować nie tylko dla oka, ale również dla wszystkich tkanek biologicznych.

Norma bezpieczeństwa laserowego i klasy laserów

Ze względu na różne poziomy zagrożenia, jakie mogą stwarzać lasery, ustanowiono normę PN-EN 60825-1:2014-11, w której określono zasady bezpieczeństwa oraz podział urządzeń laserowych na siedem klas:

• Klasa 1 – lasery, które są bezpieczne w racjonalnych warunkach pracy,
• Klasa 1M – lasery emitujące promieniowanie w zakresie długości fal od 302,5 do 4000 nm, które są bezpieczne w racjonalnych warunkach pracy, ale mogą być niebezpieczne podczas patrzenia w wiązkę przez przyrządy optyczne,
• Klasa 2 – lasery emitujące promieniowanie widzialne w przedziale długości fal od 400 do 700 nm. Ochrona oka jest zapewniona w sposób naturalny przez instynktowne reakcje obronne,
• Klasa 2M – lasery emitujące promieniowanie widzialne w przedziale długości fal od 400 do 700 nm. Ochrona oka jest zapewniona w sposób naturalny przez instynktowne reakcje obronne, ale mogą być niebezpieczne podczas patrzenia w wiązkę przez przyrządy optyczne,
• Klasa 3R – lasery emitujące promieniowanie w zakresie długości fal od 302,5 nm do 1 mm, dla których bezpośrednie patrzenie w wiązkę jest potencjalnie niebezpieczne,
• Klasa 3B – lasery, które są niebezpieczne podczas bezpośredniej ekspozycji promieniowania. Patrzenie na odbicia rozproszone jest zwykle bezpieczne,
• Klasa 4 – lasery, które wytwarzają niebezpieczne odbicia rozproszone. Mogą one powodować uszkodzenie skóry oraz stwarzają zagrożenie pożarem. Podczas obsługi laserów klasy 4 należy zachować szczególną ostrożność.

Jak widać, urządzenia laserowe wyższych klas przy nieostrożnej obsłudze mogą stworzyć bardzo niebezpieczne sytuacje zagrażające zdrowiu i życiu. Każdy sprzęt korzystający z technologii laserowej powinien mieć umieszczone odpowiednie oznaczenie o klasie lasera, które wraz z piktogramem będą narysowane czarnym kolorem na żółtym tle.

Jak działają laserowe urządzenia pomiarowe?

Laserowe urządzenia pomiarowe wykorzystują zjawisko emisji światła laserowego, które charakteryzuje się wysoką spójnością i jednolitością długości fali. Podstawowy mechanizm działania polega na wysyłaniu wiązki laserowej w kierunku obiektu i mierzeniu czasu, jaki zajmuje odbity impuls na powrót do urządzenia. Ten czas jest następnie przeliczany na odległość, korzystając z prędkości światła.

Rodzaje i zastosowanie laserowych urządzeń pomiarowych

Lasery znalazły szerokie zastosowanie w urządzeniach pomiarowych, gdzie precyzja i dokładność są kluczowe. Poniżej przedstawiamy kilka przykładowych urządzeń wraz z ich zastosowaniem:

Dalmierze laserowe

Laserowe dalmierze są używane do precyzyjnego pomiaru odległości. Wysyłają one impuls świetlny, który odbija się od obiektu i wraca do urządzenia, gdzie czas powrotu impulsu jest mierzony i przeliczany na odległość.

Przykładowe zasotosowania:

• Budownictwo: laserowe dalmierze są niezastąpione przy pomiarach na placach budowy. Używa się ich do wyznaczania odległości między punktami, pomiaru wysokości budynków oraz weryfikacji dokładności wykonania konstrukcji.
• Geodezja: geodeci wykorzystują dalmierze laserowe do tworzenia map terenu, pomiaru odległości i wysokości, a także do precyzyjnego ustalania granic działek.
• Architektura: laserowe dalmierze umożliwiają szybkie i dokładne pomiary wnętrz budynków, co jest szczególnie użyteczne przy tworzeniu planów remontów lub nowych projektów.
• Logistyka i magazynowanie:laserowe dalmierze używane są do optymalizacji przestrzeni magazynowej poprzez dokładne pomiary rozmiarów i odległości między regałami.

Tachimetry laserowe

Wykorzystują technologię laserową do dokładnego mierzenia odległości, z dokładnością rzędu milimetrów.Wiele nowoczesnych tachimetrów posiada zintegrowane moduły GPS, co pozwala na lokalizowanie punktów w przestrzeni globalnej.

Przykładowe zastosowania:

• Geodezja i kartografia: tachimetry laserowe pozwalają na dokładne pomiary terenów pod budowę i inne inwestycje. Umożliwiają także tworzenie szczegółowych map terenu poprzez pomiary topograficzne.
• Budownicto: służą do precyzyjnego wytyczania granic działki i elementów konstrukcyjnych.
• Architektura: są pomocne w renowacji budynków poprzez dokładne pomiary istniejących struktur.

Niwelatory laserowe

To precyzyjne narzędzia pomiarowe, które wykorzystują wiązkę lasera do wyznaczania poziomów i linii odniesienia w różnych płaszczyznach. Dzięki temu pozwalają na dokładne ustalanie poziomów, kątów i odległości w różnych warunkach terenowych i budowlanych. .

Przykładowe zastosowania:

• Budownictwo: laserowe niwelatory są używane do precyzyjnego wymiarowania umieszczenia elementów konstrukcyjnych, ustalenia poziomów fundamentów i powierzchni podłóg co zawsze jest kluczowe dla stabilności i wytrzymałości budynków.
• Geodezja: niwelatory są wykorzystywane do dokładnych pomiarów poziomych i pionowych terenów, co jest niezbędne przy tworzeniu map topograficznych i planów zagospodarowania przestrzennego.
• Branża remontowo-wykończeniowa: wykorzystuje się je do precyzyjnego wznaczenia pionów i poziomów podczas monrażu sufitów, układaniu płytek czy paneli a także montażu listew i innych pracach wykończeniowych.

Lasery krzyżowe

Lasery krzyżowe są narzędziami, które emitują dwie lub więcej linii świetlnych, przecinających się pod kątem prostym, tworząc krzyż. Dzięki laserom krzyżowym możliwe jest idealne wyznaczanie poziomów i pionów.

Przykładowe zastosowania:

• Budownictwo: lasery krzyżowe znacznie ułatwiają szybkie i precyzyjne określania pionów i poziomów co ułatwia precyzyjne i bezpieczne przeprowadzenie procesów budowlanych.
• Wykończenia wnętrz: tutaj także kluczową wartość ma precyzyjne wyznaczanie pionów i poziomów, co znaczenie ułatwia pracę, zapobiega błędom i podnosi estetykę jej wykonania. Przykładem może być tutaj układanie płytek na ścianach czy podłogach.
• Instalacje elektryczne i hydrauliczne: lasery krzyżowe pomagają w wyznaczaniu tras przebiegu kabli czy rur, co zapobiega ich krzyżowaniu i ułatwia późniejsze prace serwisowe.
• Stolarstwo: urządzenia te zapewniają dokładne wyznaczenie linii cięcia elementów drewnianych, co jest kluczowe w jakości wykonania mebli. Ułatwia także montaż drewnianych elementów, co podnosi stabilność i trwałość konstrukcji.

Bezpieczeństwo i dobre praktyki przy pracy z urządzeniem laserowym

Laserowe urządzenia pomiarowe, takie jak poziomice laserowe, lasery krzyżowe czy dalmierze laserowe, są nieocenione w wielu branżach, od budownictwa po inżynierię. Jednakże, ich niewłaściwe użytkowanie może prowadzić do poważnych zagrożeń zdrowotnych, zwłaszcza dla oczu. Aby zminimalizować ryzyko, należy przestrzegać kilku kluczowych zasad bezpieczeństwa:

• Używaj środków ochrony oczu: zawsze używaj specjalnych okularów ochronnych przeznaczonych do pracy z laserami. Ochrona oczu jest kluczowa, aby zapobiec potencjalnym uszkodzeniom siatkówki, które mogą być nieodwracalne.
• Oznacz strefę pracy urządzenia: miejsca, gdzie używane są urządzenia laserowe, powinny być odpowiednio oznakowane, aby ostrzec innych pracowników o potencjalnym zagrożeniu. Wyraźne oznaczenia pomogą uniknąć przypadkowego wystawienia na działanie lasera.
• Przeprowadź szkolenia personelu: wszyscy operatorzy powinni przejść odpowiednie szkolenie w zakresie bezpiecznego używania urządzeń laserowych. Wiedza na temat prawidłowej obsługi i potencjalnych zagrożeń jest niezbędna, aby zapewnić bezpieczeństwo.
• Dokonuj regularnych przeglądów, konserwacji i kalibracji: urządzenia laserowe powinny być regularnie sprawdzane i konserwowane zgodnie z zaleceniami producenta. Zapobiegnie to nieprawidłowemu działaniu, które mogłoby prowadzić do wypadków.
• Unikaj bezpośredniego kontaktu z wiązką: nigdy nie należy patrzeć bezpośrednio w wiązkę lasera ani kierować jej na ludzi. Nawet krótkie wystawienie na działanie lasera może prowadzić do poważnych uszkodzeń oczu.

Podsumowanie

Technologia laserowa w urządzeniach pomiarowych otworzyła przed nami nieskończone możliwości w wielu dziedzinach nauki i przemysłu. Jednocześnie, jej wykorzystanie wiąże się z koniecznością przestrzegania surowych norm bezpieczeństwa, aby zminimalizować ryzyko dla zdrowia i życia. Dlatego tak ważne jest, aby każdy, kto korzysta z technologii laserowej, był świadomy zarówno jej potencjału, jak i zagrożeń, jakie może stwarzać.

W naszej ofercie posiadamy laserowe urządzenia pomiarowe, które nie tylko są bezpieczne w użytkowaniu, ale również pozawalają na wygodną i szybką pracę. Pełna lista przyrządów mierniczych z naszej oferty znajduje się tutaj.