Wprowadzenie do rodzajów dalmierzy i sposobu ich działania
Typowe dalmierze można podzielić pod względem zasięgu na dalmierze krótkiego, średniego zasięgu i dalmierze wysokościowe;
Spośród obiektów modulacyjnych wykorzystywanych przez dalmierze można je podzielić na dalmierze fotoelektryczne i dalmierze akustyczne.
Dalmierz fotoelektryczny
Dalmierze optoelektroniczne dzielą się na dwa typy ze względu na metody wyznaczania odległości: dalmierze metodą fazową i dalmierze impulsowe.
Dalmierz impulsowy to urządzenie, które wykorzystuje wiązkę światła emitowaną przez docelowy obiekt do pomiaru czasu potrzebnego obiektowi docelowemu do odbicia światła z powrotem, obliczając w ten sposób odległość między instrumentem a obiektem docelowym. Ze względu na dobrą kierunkowość i pojedynczą długość fali lasera jest on powszechnie stosowany jako obiekt modulacyjny w dalmierzach optoelektronicznych. Dlatego dalmierze impulsowe są powszechnie znane jako dalmierze laserowe.
Dalmierze laserowe wykorzystujące metodę impulsową mogą osiągać większy zasięg i mogą być stosowane do pomiarów wewnątrz i na zewnątrz. Typowy zasięg wynosi od 3,5 do 2000 metrów, natomiast dalmierze laserowe o dużym zasięgu mogą sięgać nawet do 5000 metrów. Dalmierze laserowe do celów wojskowych mogą osiągać jeszcze większe odległości. Ze względu na możliwość pomiaru odległych celów, dalmierze laserowe zazwyczaj posiadają system teleskopowy, zwany również dalmierzem laserowym, umożliwiający wizualną obserwację dalmierza przez użytkownika. Rysunek 1 jest typowym schematem trójrurowego dalmierza laserowego.
Dokładność dalmierzy laserowych zależy głównie od dokładności obliczenia przez przyrząd czasu pomiędzy emisją lasera a jego odbiorem. Ze względu na zastosowaną technologię i sytuację aplikacyjną dalmierze laserowe można podzielić na konwencjonalne dalmierze laserowe o dokładności około 1 metra (wykorzystywane głównie w sportach na świeżym powietrzu, myślistwie itp.) oraz dalmierze laserowe o wysokiej precyzji, stosowane w geodezji, pomiarach gruntów, budownictwo, zastosowania inżynieryjne, wojsko i inne okazje o wysokich wymaganiach dotyczących precyzji.
Dalmierz metodą fazową to dalmierz, który moduluje fazę lasera i uzyskuje odległość poprzez pomiar różnicy faz odbitego lasera. Ze względu na konieczność detekcji fazy odbitego lasera konieczne jest otrzymanie sygnału o dużym natężeniu. Ze względu na bezpieczeństwo ludzkiego oka dalmierz laserowy impulsowy nie może być stosowany jako system teleskopowy, a zasięg jest niewielki. Typowy zasięg wynosi 0,5 mm do 150 metrów. Ogólnie rzecz biorąc, dalmierz z laserem fazowym wykorzystuje laser o długości fali 635 nanometrów (wizualnie czerwony) jako obiekt debugujący, znany również jako dalmierz podczerwieni. Jednak definicja lasera nie jest definiowana przez kolor. Jeśli dalmierz laserowy o długości fali 635 nanometrów zostanie napromieniowany bezpośrednio na ludzkie oko, spowoduje to nieodwracalne uszkodzenia. Czytelnikom zaleca się ich prawidłowe użytkowanie i ochronę.
Dalmierz akustyczny
Pomiar odległości akustycznej to instrument wykorzystujący do pomiaru charakterystykę odbicia fal dźwiękowych. Generalnie fale ultradźwiękowe wykorzystuje się jako obiekty modulacyjne, czyli dalmierze ultradźwiękowe. Nadajnik ultradźwiękowy emituje fale ultradźwiękowe w określonym kierunku i jednocześnie rozpoczyna odmierzanie czasu. Fale ultradźwiękowe rozchodzą się w powietrzu i natychmiast powracają w przypadku napotkania przeszkód. Odbiornik ultradźwiękowy natychmiast przerywa odmierzanie czasu po odebraniu fal odbitych. Poprzez ciągłą detekcję echa odbitego od przeszkód po emisji fali, mierzona jest różnica czasu T pomiędzy transmitowaniem fal ultradźwiękowych a odbiorem echa, a następnie obliczana jest odległość L.
Ze względu na istotny wpływ temperatury, wilgotności, ciśnienia powietrza i innych czynników na prędkość propagacji fal ultradźwiękowych w powietrzu, błędy pomiarowe są duże. Dodatkowo, ze względu na większą długość fali fal ultradźwiękowych, odległość propagacji jest krótsza, co skutkuje niższą dokładnością pomiaru w przypadku ogólnych dalmierzy ultradźwiękowych. Jednak ze względu na wachlarzową propagację ultradźwięków, jego zasięg wykrywania jest większy niż w przypadku dalmierzy fotoelektrycznych i jest szeroko stosowany w praktycznej inżynierii, takiej jak ochrona bezpieczeństwa, pomiar wysokości kabla i wykrywanie przeszkód.
