Laser rotacyjny, jak sama nazwa wskazuje, posiada wirującą głowicę, która podczas obrotu o 360° tworzy wirtualną płaszczyznę odniesienia. Służy ona głównie do pomiaru różnic wysokości, a także do wyznaczania linii prostych. Niektóre niwelatory obrotowe potrafią działać w innych ciekawych trybach pracy – mniej znanych i rzadko wykorzystywanych przez użytkowników, ale bardzo przydatnych.

Pełny obrót króluje

Idę o zakład, że 9 na 10 użytkowników laserów obrotowych wykorzystuje tylko tryb pełnego obrotu, w którym głowica obraca się o 360°. Jest to zrozumiałe, ponieważ praktycznie w każdym instrumencie jest to domyślny tryb pracy, który uruchamia się natychmiast po włączeniu lasera i nie wymaga od operatora żadnych zmian ustawień. Jest więc szybko i wygodnie – włączamy zasilanie niwelatora, głowica się kręci i już można wykonywać niwelację.

Co można więc regulować w trym trybie pracy lasera rotacyjnego? Przede wszystkim prędkość obrotową głowicy. Nie wszystkie niwelatory laserowe posiadają jednak możliwość zmiany tego parametru pracy. Najprostsze modele działają na jednej prędkości obrotowej. A szkoda, bo zredukowanie częstotliwości wirowania wiązki laserowej pozwala zaoszczędzić sporo energii w bateriach czy akumulatorze.

W większości przypadków stosujemy maksymalną prędkość obrotową głowicy (przeważnie 600 obr./min, choć są modele z prędkością obrotową ponad 1000 obr./min). Jest to zrozumiałe, gdy wykonujemy prace wewnątrz – duża prędkość obrotowa zapewnia „ciągłość” wyświetlanej linii laserowej. Im prędkość jest większa, tym światło lasera padające na obiekt tworzy bardziej „ciągłą” linię. Maksymalną częstotliwość obrotu trzeba również stosować, jeśli pracujemy z odbiornikiem w dużej odległości od stanowiska lasera. Wiele odbiorników laserowych wymaga stosowania prędkości obrotowej nie mniejszej niż pewna określona wartość (np. elektroniczna łata laserowa Agatec SmartRod, którą opisywaliśmy niedawno na blogu, współpracuje z niwelatorami, które kręcą się z minimalną prędkością 600 obr./min).

Są jednak sytuacje w terenie, gdy nie trzeba wykorzystywać pełnej „mocy” głowicy obrotowej i można ją z powodzeniem zmniejszyć (np. w niwelatorze obrotowym CST/berger ALHVD mamy do dyspozycji cztery wartości – 150, 300 i 600 obr./min). Nie warto z prędkością przesadzać, bo większa częstotliwość obrotu oznacza większy pobór prądu. Zmieniając ten parametr pracy, można więc zdecydowanie przedłużyć czas pracy instrumentu na jednym naładowaniu akumulatorów.

Skanowanie – mutacja obrotowa

Niwelatory obrotowe ze średniej półki cenowej i technologicznej (nie te najtańsze) w większości przypadków mogą pracować w tzw. trybie skanowania. Tryb skanowania to ograniczenie obrotu głowicy niwelatora laserowego do pewnego zakresu kątowego. Głowica nie wykonuje pełnego obrotu 360°, ale jej ruch ogranicza się do zakresu kilku-kilkudziesięciu stopni kątowych.

W niwelatorach obrotowych z funkcją skanowania występuje przeważnie kilka zakresów stopniowych ograniczenia obrotu wiązki (np. niwelator laserowy Agatec GL1000 ma pięć zakresów kątowych – 10, 20, 40, 60 i 80°). Im ten zakres jest większy, tym długość wyświetlanej linii laserowej jest większa.

W niwelatorach obrotowych z funkcją skanowania oprócz regulowania długości wyświetlanej wiązki w trybie skanowania można zmieniać także jej położenie – przesuwać w dowolne miejsce „okno” wyświetlania linii.

Trybu skanowania to także sposób na ograniczenie zużycia energii w niwelatorze obrotowym. Głowica wirująca w mniejszym zakresie zużywa mniej prądu. W trybie skanowania linia o niewielkiej długości jest wyraźniejsza niż w pełnym trybie obrotowym. Ograniczenie obrotu głowicy to także sposób na uniknięcie błędów pomiarowych na dużym placu budowy, gdzie wiruje kilka niwelatorów jednocześnie. Jeśli odpowiednio ustawimy zakres pracy instrumentów, to ograniczymy możliwość odbioru sygnału laserowego z niewłaściwego „obrotowca”. I na koniec bardzo ważny powód stosowania skanowania – bezpieczeństwo osób pracujących w otoczeniu lasera obrotowego. Jest to ważne w przypadku stosowania niwelatorów obrotowych z laserem o klasie bezpieczeństwa powyżej III, gdzie wiązka mogłaby uszkodzić wzrok. Dzięki trybowi skanowania ograniczamy zakres wyświetlania wiązki tylko do miejsca, gdzie jest ona niezbędna i nie zagraża osobom postronnym.

Głowica STOP

Przypomnimy tylko, że płaszczyzna odniesienia w niwelatorze obrotowym powstaje przez obrót głowicy, która emituje światło punktowe. Wniosek jest z tego taki, że po całkowitym zatrzymaniu głowicy laser, docierając do konkretnego obiektu, tworzy na nim widoczny punkt. To jest właśnie tryb pracy punktowej niwelatora laserowego.

Nie wszystkie niwelatory laserowe mogą wyświetlać punkt. W najprostszych modelach po prostu nie można zatrzymać głowicy. W tych, które posiadają taką funkcję, wyświetlany punkt można obracać – tak jak w przypadku zmiany położenia linii w trybie skanowania.

Zmiana położenia plamki (jej obrót wokół osi instrumentu) może odbywać się na dwa sposoby. Ręcznie, gdy głowica nie jest schowana pod osłoną ochronną – operator obraca wtedy głowicę ręką i nakierowuje plamkę lasera na żądany punkt. Elektronicznie, gdy głowica schowana jest pod plastikową lub szklaną osłoną – zmianę położenia plamki realizuje się poprzez klawiaturę niwelatora rotacyjnego lub za pomocą pilota zdalnego sterowania.

W trybie punktowym praca z niwelatorem budowlanym polega na wykorzystaniu plamki laserowej jako punktu odniesienia zamiast płaszczyzny powstającej w wyniku wirowania głowicy. Są sytuacje, gdy nie trzeba lub nie można korzystać z linii, nawet o ograniczonej długości w trybie skanowania. Ten tryb pracy, gdzie stosujemy plamką jako punkt odniesienia wysokościowego wykorzystuje się głównie w wewnętrznych pracach budowlano-instalacyjnych.

W pomiarach na zewnątrz tryb punktowy ma trochę mniejsze zastosowanie ze względu na słabą widoczność lasera. Niemniej jednak można go wykorzystywać chociażby do tyczenia linii prostych. Trzeba jednak pamiętać, że w trybie punktowym musimy widzieć plamkę – położenia wiązki nie da się bowiem wykryć odbiornikiem. Tryb punktowy może w zadaniach tyczenia zastąpić teodolit optyczny. Trzeba go stosować jednak z rozsądkiem ze względu na małą dokładność takich pomiarów (błędy celowania, ustawiania celu itp.). Praca w trybie punktowym do minimum ogranicza zużycie energii przez niwelator.

Pionowo do góry, pionowo do dołu

Niektóre niwelatory obrotowe (te z półki średniej i wyższej) posiadają obrotowe głowice, które świecą nie tylko wiązką w poziomie, ale także w pionie. Jest to tryb pionownika. Większość instrumentów z tą funkcją posiada pionownik do góry, a tylko niektóre i do góry, i do dołu (np. niwelator obrotowy CST/berger LM800 DPI).

Ta druga konfiguracja wydaje się najbardziej użyteczna, ponieważ dzięki jednoczesnemu wyświetlaniu punktów do góry i do dołu użytkownik może wykonywać niwelatorem rotacyjnym dużo więcej zadań, niż gdy ma do dyspozycji laser tylko w jednym kierunku. Ale instrumentów z taką funkcją podwójnego pionownika (góra-dół) jest na rynku naprawdę mało.

Tryb pionownika, gdy instrument ustawiony jest w pozycji poziomej na statywie lub bezpośrednio na podłożu, wykorzystywany jest przeważnie do dwóch zadań – przenoszenia w linii prostej punktów między podłogą i sufitem (np. w celu wyznaczenia miejsc wierceń przebiciowych między kondygnacjami), a także do centrowania niwelatora nad punktem (np. precyzyjnego ustawiania lasera nad początkiem spadku w terenie).

Gdy niwelator rotacyjny obrócimy o 90˚ i ustawimy go w ten sposób w pozycji pionowej, a następnie zamocujemy instrument na statywie lub postawimy bezpośrednio na podłodze (nie wszystkie lasery rotacyjne mają taką możliwość), to linię poziomą zdefiniowaną przez punkty pionownika można wykorzystać do wyznaczania prostoliniowości instalacji różnego rodzaju elementów budowlanych (np. posadowienia słupków ogrodzeniowych).

Wyświetlany punkt pionownika przy niwelatorze ustawionym na boku tworzy z płaszczyzną powstająca poprzez obrót głowicy laserowej kąt 90°. Wniosek z tego taki, że równoczesne wyświetlania punktu pionownika i linii laserowej pozwala wyznaczać kąty proste. Jest to funkcja bardzo przydatna w zadaniach budowlanych – montaż ścian działowych, ustawianie szalunków itp.

I jeszcze coś mniej spotykanego

Wszystkie powyższe tryby pracy są standardowymi i najczęściej spotykanymi w większości niwelatorów obrotowych na rynku. Występują w zależności od zaawansowania technologicznego i ceny danego modelu. Warto jednak na koniec tej prezentacji wspomnieć jeszcze o jednym ciekawym trybie, który jest mało znany, głównie ze względu na to, że występuje w najdroższych niwelatorach obrotowych.

Mowa tutaj o trybie maskowania. To takie połączenie trybu pełnego obrotu i skanowania. W trybie maskowania głowica wiruje w zakresie 360°, a elektronika wyłącza laser w wybranych sektorach (nawet kilku jednocześnie). Użytkownik może definiować i zakres kątowy wyłączenia (np. 45 lub 90°), i jego miejsce.

Tryb maskowania zastępuje przeważnie tryb skanowania. Przewaga tego pierwszego polega na tym, że operator może zmieniać prędkość obrotową głowicy. W większości niwelatorów obrotowych w trybie zwykłego skanowania nie można regulować tego parametru.