Dalmierz laserowy czy ultradźwiękowy?

Wiele osób, które zamierzają kupić dalmierz laserowy, ma dylematy natury finansowo-technologicznej. Czy nabyć drogi dalmierz laserowy, czy wejść w posiadanie taniego modelu ultradźwiękowego. Trochę informacji teoretycznych i praktycznych nie zaszkodzi, a nawet pomoże w dokonaniu właściwego wyboru.

Sukces ma wielu ojców

Obserwując na Allegro liczbę sprzedanych w miesiącu sztuk przeróżnych dalmierzy, można śmiało stwierdzić, że jest to jedno z najczęściej i najchętniej kupowanych instrumentów pomiarowych. Dlaczego? Pewnie jest mnóstwo powodów, ale spróbujmy choć z grubsza nazwać te najważniejsze:

  • Bezlustrowość – dalmierz określa odległość bez konieczności stosowania specjalnych luster czy tarczek odbijających sygnał pomiarowy. Fala elektromagnetyczna wysyłana przez instrument jest odbijana od obiektu, do którego mierzymy dystans, wraca do instrumentu i tam na podstawie jej analizy wyznaczana jest długość.
  • Wysoka dokładność i precyzja pomiaru – dalmierzem możemy mierzyć odległości nawet z milimetrową dokładnością i osiągać ten wynik z bardzo dużą powtarzalnością (precyzją). Milimetr błędu jest bardzo trudny do osiągnięcia przy wykorzystaniu tradycyjnych metrówek, taśm zwijanych czy innych przymiarów, szczególnie przy pomiarze dłuższych dystansów.
  • Duży zasięg – są na rynku ręczne dalmierze, które mierzą kilometrowe odległości, ale z małą dokładnością. Najpopularniejsze instrumenty klasy budowlanej pozwalają wyznaczać długości nawet 250-metrowych odcinków za jednym naciśnięciem klawisza.
  • Obliczenia na ekranie – dalmierze potrafią na podstawie pomierzonych długości obliczać przeróżne wartości. Najprostsze instrumentu wyznaczą powierzchnię i objętość, bardziej zaawansowane długość niedostępnego odcinka za pomocą twierdzenia Pitagorasa, a te najwyższej półki pokażą nawet pochylenie obiektów.
  • Miniaturowe rozmiary – dalmierze ręczne są małe, lekkie, odporne na niekorzystne warunki pogodowe, a na 2-3 bateriach „paluszkach” wykonamy nimi nawet kilka tysięcy pomiarów.

Bądźmy świadomi oferty rynkowej

Dalmierze ręczne, które można spotkać na rynku, dzielą się na dwie zasadnicze grupy:

  • dalmierze elektromagnetyczne (szczególny ich przypadek to dalmierze laserowe)
  • dalmierze ultradźwiękowe

Pierwszą grupę można ze względu na technikę wyznaczania odległości podzielić jeszcze na:

  • dalmierze fazowe
  • dalmierze impulsowe

By odpowiedzieć na tytułowe pytanie – ultradźwiękowy czy laserowy – przyda się kilka słów teorii. Sercem każdego dalmierza laserowego jest układ optyczno-elektroniczny. Odpowiada on za wysłanie impulsu elektromagnetycznego (laserowego), odbiór sygnału odbitego i jego analizę. Impuls wysłany przez nadajnik dociera do mierzonego obiektu, odbija się od jego powierzchni i powraca do dalmierza, gdzie układ elektroniczny wyznacza odległość:

  • obliczając czas przebycia drogi 2D na podstawie pomiaru przesunięcia fazy fali wysłanej i powracającej – w dalmierzach fazowych,
  • na podstawie bezpośredniego pomiaru czasu, jaki jest potrzebny impulsowi na przebycie podwójnej drogi między dalmierzem i obiektem – w dalmierzach impulsowych.

Zasada działania dalmierza laserowego

Dalmierze ultradźwiękowe działają na podobnej zasadzie jak dalmierze laserowe. Tutaj jednak zespół nadawczy składa się z głośnika i mikrofonu i nie emituje fali elektromagnetycznej, a falę dźwiękową. Moduł elektroniczny mierzy czas, jaki upływa od wysłania sygnału ultradźwiękowego przez nadajnik do odebrania powracającego echa przez odbiornik.

Które lepsze?

Zalety i wady dalmierzy laserowych i ultradźwiękowych wynikają bezpośrednio z rodzaju fal, które wykorzystują do pomiaru odległości. Chociażby szybkość określania dystansu jest ściśle uzależniona od prędkości rozchodzenia się fal – elektromagnetycznej z prędkością ok. 300 000 km/s (prędkością światła), a ultradźwiękowej z prędkością ok. 343 m/s (prędkość dźwięku w powietrzu). Oba rodzaje fal ulegają podstawowym zjawiskom fizycznym – odbiciu, załamaniu i pochłanianiu. Z faktu różnych zachowań fali elektromagnetycznej i ultradźwiękowej dalmierze obu typów mają swoje zalety i wady.

Jakie są zalety dalmierzy laserowych?

  • bardzo wysoka dokładność pomiaru (np. 1 mm, dalmierze fazowe)
  • bardzo duży zasięg dochodzący nawet do ponad 1000 m (dalmierze impulsowe)
  • duża niezawodność pomiarów w trudnych warunkach terenowych i przez przeszkody
  • duża skuteczność pomiaru do obiektów odbijających sygnał pod dużym kątem
  • szybkość działania – laserowy dalmierz impulsowy sprzęt mierzy kilkumetrową odległość w ok. 1 s
  • widoczna plamka laserowa, która służy jako wskaźnik i ułatwia celowanie
  • integracja z oprogramowaniem pomiarowo-obliczeniowym i możliwość wykorzystania wyznaczonych długości do obliczania innych wartości geometrycznych (np. pola powierzchni)
  • niskie zużycie energii – możliwość wykonania nawet kilku tysięcy pomiarów dystansu na 4 bateriach „paluszkach”

Jakie są wady dalmierzy laserowych?

  • stosunkowo niska dokładność dalmierzy impulsowych
  • brak możliwości pomiaru do obiektów przezroczystych
  • spora wrażliwość na pracę w nasłonecznionych pomieszczeniach i na zewnątrz w pełnym słońcu –często sygnał odbity jest rozpraszany i jego moc po powrocie do układu odbiorczego nie jest wystarczająca, by wyznaczyć odległość

Jakie są zalety dalmierzy ultradźwiękowych?

  • niska cena zakupu
  • możliwość pomiaru do obiektów przezroczystych, także do tafli wody

Jakie są wady dalmierzy ultradźwiękowych?

  • bardzo mały zasięg pomiaru (do kilkunastu metrów)
  • bardzo niska dokładność
  • wymaga od użytkownika bardzo uważnego prowadzenia pomiarów ze względu na ryzyko powstania błędów wynikających z pojawienia się na drodze sygnału dźwiękowego przypadkowych przedmiotów/obiektów – dalmierze ultradźwiękowe sprawdzają się najlepiej w pustych pomieszczeniach lub na otwartej przestrzeni
  • mała skuteczność pomiaru do obiektów odbijających sygnał pod dużym kątem
  • ograniczone możliwości stosowania w aplikacjach inżynierskich

Wszystko wiadomo

Przyglądając się powyższym punktom, śmiało trzeba stwierdzić, że dalmierze ultradźwiękowe przegrywają praktycznie w każdym aspekcie konkurencję z dalmierzami laserowymi.

I na koniec ważna uwaga – na rynku dalmierzy są modele ultradźwiękowe wyposażone w plamkę laserową, która pełni rolę wskaźnika. Bądźmy uważni, ponieważ w przypadku nabycia dalmierza ultradźwiękowego, pomiary trzeba prowadzić bardzo rozważnie.

 

Podziel się z innymi!

5 thoughts on “Dalmierz laserowy czy ultradźwiękowy?

  1. Piotr says:

    Co rozumiecie pod pojęciem „mała dokładność pomiaru dalmierza ultradźwiękowego”? Ile ona wynosi np na odcinku 3 m.

  2. Marek Pudło says:

    Taka typowa dokładność dalmierza ultradźwiękowego to jakieś 0,5% mierzonej odległości. Dla 3 m daje to więc 15 mm. Można było wręcz napisać, że to „bardzo duża niedokładność”.

  3. Piotr says:

    Laser tracker-y wyposażone są w dalmierze interferometryczne więc dokładność teoretyczna – połowa długości emitowanej fali. Tachimetry – dysponujemy takim w wykonaniu metrologicznym : pomiar odległości to +/- 0,10mm na 20 metrach, a przy wykorzystaniu pomiaru kątowego otrzymujemy teoretyczną dokładność +/_ 0,002 mm/metr.

  4. seeder says:

    Bardzo niekonkretny artykuł, niewiele mówiący, prawie oczywiste jest ze dalmierze laserowe będą dokładniejsze od ultradźwiękowych, co wie każdy znajacy podstawy fizyki, jak również widzący ceny obu urządzeń i wlasnie takie osoby w wiekszosci czytają ten artykuł, ale niczego nowego sie tu nie dowiedzą. Pisząc taki artykuł, wypadło by napisać jakie rzędu dokładności mają urzadzenia.. a tu słowa nie wspomniano, tylko „bardzo duże” , „bardzo małe” …. coś jak: „chyba” „może”….. zero konkretu, typowy bełkot humanisty biorącego się za artykuł traktujący o tematyce technicznej.
    … czy idąc do sklepu i kupując głupią żarówkę, niedługo doczekamy sie zamiast
    podanych informacji: Barwa 2700K, moc; 10W, strumień świetlny 950lm, gwint E27,
    informacji takich: Barwa: mocno ciepła, moc: wyjątkowo nieduża, strumień świetlny dość duży, gwint: spory…… bo wszsytko wlasnie do tego zmierza.

  5. Mirek says:

    No cóż, zasada pracy wielu urządzeń opiera się na logice rozmytej 🙂

Komentuj

Your email address will not be published. Required fields are marked *

13 − eleven =