Bartłomiej Sztuba, Technical Support Unit Manager w Leica Geosystems Sp. z o.o.

Trudna sztuka trzymania pionu

W tym artykule chciałbym podzielić się z użytkownikami #tachimetrów #LeicaGeosystems informacjami dotyczącymi działania kompensatorów w naszych urządzeniach.

Jak co roku w okresie wczesno-wiosennym trafiają na naszą infolinię suportową Klienci uskarżający się na „dziwne” zachowanie tachimetrów 🤙. Zazwyczaj są to osoby dopiero zaczynające swoją przygodę z geodezją, lub wręcz nie-geodeci, trudno się więc dziwić, że pewne sytuacje, które dla starych wyjadaczy są normalne, im sprawiają kłopot 🤔.

Co konkretnie mam na myśli? Otóż częstym przypadkiem jest zgłaszanie „samoczynnego rozpoziomowania” instrumentu w trakcie pracy. Scenariusz jest zazwyczaj ten sam:

• osoba wykonująca pomiar udaje się w teren…
• rozstawia tachimetr na statywie…
• wykonuje ustawienie stanowiska…
• i przechodzi do pomiarów…
• po pewnym czasie zauważa, że tachimetr się „rozpoziomował”. 

Każdy geodeta wie, że statyw rozstawiony na gruncie będzie „pracował”. Szczególnie w okresach, gdy mamy duże różnice temperatur rankiem 🥶 i w ciągu dnia 🥵. 

W Suwałkach nawet w maju temperatury w nocy spadają poniżej 0°C. 

Rys. Wykres zmiany dobowej temepratury dla lokalizacji Suwałki

Statyw rozstawiony na gruncie rano (przy temperaturze w okolicach 0 °C) może zmieniać swoje położenie wraz ze wzrostem temperatury. Tachimetr wychwyci te zmiany i poinformuje nas o tym odpowiednim komunikatem 📣. Odpowiedzialne są za to systemy kompensacyjne tachimetru.

Kompensator

Ostatnim krokiem procedury pomiaru kąta jest korekcja odczytanych surowych kątów za pomocą następujących czterech parametrów (poczwórna korekcja kąta Leica Geosystems):

• rzeczywiste nachylenie wzdłużne i poprzeczne horyzontu tachimetru zmierzone czujnikiem nachylenia (l, t błąd podłużny i poprzeczny indeksu kompensatora),
• błąd indeksu kręgu pionowego (i, odniesiony do osi pionowej),
• błąd kolimacji HZ (c, błąd osi celowej lunety),
• błędy osi pochylenia (a, błąd inklinacji).

Dużą zaletą wpływającą na wydajność i dokładność pomiarów tachimetrami Leica Geosystems jest to, że błąd kolimacji HZ, błąd osi pochylenia i indeks pionowy mogą być okresowo określane przez użytkownika zgodnie ze standardową procedurą polową i zapisywane w tachimetrze. Cała procedura opisana jest dokładnie w naszym filmie instruktażowym:

Dwuosiowy czujnik nachylenia (#kompensator) stale monitoruje horyzont tachimetru. W idealnym przypadku horyzont instrumentu jest prostopadły do pionu. Czujnik nachylenia wykrywa rzeczywiste odchylenia od pionu. Poniższy rysunek przedstawia zasadę działania dwuosiowego kompensatora zaimplementowanego w tachimetrze Leica:

Rys. Zasada działania dwuosiowego czujnika nachylenia

Czujnik nachylenia (kompensator) składa się głównie z warstwy cieczy oleistej zamkniętej w obudowie wraz z pryzmatem i lustrem; pryzmatu z natrasowanym szablonem kreskowym; jednowymiarowego sensora liniowego oraz źródła światła. Wzór kreskowy jest rzutowany na sensor liniowy po przejściu przez warstwę oleju i dwukrotnym odbiciu na jego powierzchni. Specyficzny trójkątny wzór linii umożliwia wykrycie obu składowych nachylenia za pomocą jednowymiarowego odbiornika. Pokazuje to poniższy rysunek:

Rys. Szablon kreskowy do pomiaru nachylenia wzdłużnego i poprzecznego za pomocą jednowymiarowego sensora liniowego. Wzory linii przesuwają się wzdłuż i w poprzek sensora. Centroidy szablonu kreskowego są kluczowe w wykrywaniu nachylenia podłużnego i poprzecznego

W przypadku nachyleń poprzecznych odstępy między różnie zorientowanymi liniami są zmieniane. W przypadku nachylenia wzdłużnego środek całego wzoru linii jest przesuwany wzdłuż sensora liniowego.

Używana przez Leica Geosystems koncepcja dwuosiowego czujnika przechyłu umożliwia bardzo małe rozmiary konstrukcyjne kompensatora. Pozwala to na umieszczenie go w środku osi obrotu tachimetru. W ten sposób, przemieszczanie powierzchni cieczy jest zminimalizowane w stosunku do położenia poziomego, podczas obracania alidady. Minimalizuje to czas stabilizacji warstwy oleju i umożliwia natychmiastowy pomiar po obrocie tachimetru.

Podsumowanie

Nawet tak prosta sprawa jak budowa i umiejscowienie kompensatora dużo mówi o podejściu Leica Geosystems do dokładności i wiarygodności pomiarów. Użykownik może w 100% polegać na swoim instrumencie pomiarowym i być pewnym uzyskiwanych dokładności 👌. Oczywiście ważne jest zachowanie podstawowych zasad pomiarowych takich jak:

• rozstawienie instrumentu na stabilnym podłożu,
• aklimatyzacja do warunków atmosferycznych (temperatura),
• cykliczne sprawdzanie i rektyfikacja z poziomu użytkownika,
• regularne przeglądy serwisowe,
• stosowanie oryginalnych akcesoriów odpowiednio dobranych do instrumentu (spodarka i statyw).

Więcej informacji na temat tachimetrów Leica Geosystems znajsziesz TUTAJ – Tachimetry elektroniczne Leica Geosystems.