با پیشرفت تکنولوژی و یافتن روش‌هایی برای آسان‌تر کردن کارها، هر روزه شاهد ساخت و اختراع ابزارها و وسایل جدیدی هستیم که می‌توانند ما را در انجام کارهای سخت و پیچیده یاری دهند.
یکی از این ابزارها که کاربردهای فراوانی در بسیاری از رشته‌ها دارد، متر لیزری است. از این ابزار برای اندازه‌گیری مسافت، حجم و مساحت اجسام استفاده می‌شود. این وسیله در زمینه‌های مختلفی مانند ورزش، علوم نظامی، مهندسی، هوا وفضا و حتی مصارف عادی‌تر مانند ساخت ساختمان و ملزومات داخلی آن مثل کابینت‌سازی به طور گسترده به کار می‌رود.
در ادامه با این مقاله همراه باشید تا شما را به طور اجمالی با این وسیله کاربردی آشنا کنیم.
![]()
متر لیزری چگونه کار می‌کند؟
کار اصلی یک متر لیزری فرستادن پالس نوری به سمت هدف و اندازه‌گیری مدت زمان بازتاب نور است. به این صورت که متر لیزری از راه دور، پالس را به هدف ساطع می‌کند و پالس پس از رسیدن به هدف دوباره به سمت فرستنده بازمی‌گردد.
این فرآیند که به آن زمان پرواز می‌گویند در واقع بر اساس این اصل استوار است که نور لیزر با سرعتی ثابت در جو زمین حرکت می‌کند. پس از برگشتن پالس بازتاب به فرستنده، پردازشگری که در لیزر قرار دارد در کمترین زمان ممکن فاصله تا هدف را محاسبه می‌کند.
در واقع متر لیزری زمان بین دو رویداد را اندازه‌گیری کرده و آن را به فاصله تبدیل می‌کند. این محاسبه با این فرمول اندازه‌گیری می‌شود: فاصله مساوی است با ضرب سرعت در زمان.
متر لیزری توانایی اندازه‌گیری فواصل زمانی تا میلیارد میلیارد ثانیه را دارد. این لیزر قادر است تا مسافت ۳۰ متر را با دقت ۳ میلی متر اندازه‌گیری کند. دقت، سرعت، ایمنی، تطبیق‌پذیری و راحتی کار از ویژگی‌های متر لیزری است که آن را از دستگاه‌های اولتراسونیک که عملکردی تقریبا مشابه متر لیزری دارند، متمایز می‌کند.
روش محاسبه فاصله در متر لیزری
محاسبه فاصله بین متر لیزری و هدف با فرمول D=CT/2 انجام می‌شود. در این فرمول، C برابر با سرعت نور و T برابر با مدت زمان حرکت بین متر لیزری و هدف است. با توجه به سرعت بالای حرکت پالس تا هدف و تمرکز و دقت آن، محاسبات متر لیزری در مسافت‌های بر حسب مایل از دقت بالایی برخوردارند و اگر فاصله کمتر یا بیشتر از این مقدار باشد ممکن است دقت خود را از دست بدهد.
![]()
متر لیزری چه ویژگی‌هایی دارد؟
کار با مترهای اندازه‌گیری قدیمی ممکن است که ساده و قابل اعتماد باشند اما محدود هستند و از طرف دیگر شما به شخص دیگری برای گرفتن انتهای متر نیاز دارید. اما متر لیزری در عین این که سریع و دقیق است تنها به یک نفر و یک دست برای گرفتن آن نیاز دارد و همچنین روش کار بسیار ساده‌ای دارد.
با استفاده از مترهای لیزری می‌توانید مسافت‌ها را از فاصله دور انداه بگیرید، حجم‌ها را به آن اضافه یا از آن تفریق کنید. از طرف دیگر نور لیزر متراکم و متمرکز است و مانند نور سفید پراکنده نمی‌شود. به بیان دیگر نور متر لیزری می‌تواند مسافت‌های طولانی را بدون از دست دادن شدت نور طی کند.
در واقع یک پالس متر لیزری هنگام انعکاس از هدف، همچنان شدت اولیه خود را حفظ می‌کند و این مساله برای محاسبه فاصله اجسام از اهمیت بالایی برخوردار است.
علاوه بر موارد ذکر شده یکی دیگر از ویژگی‌های مهم متر لیزری این است که زمان اندازه‌گیری مسافت مورد نظر خود، نیاز نیست نگران موانعی که بر سر مسیر قرار دارند مانند لوله‌ها یا اجسام بزرگ باشید، چرا که به راحتی می‌توانید زاویه‌ای پیدا کنید که نور لیزر به راحتی از کنار وسایل عبور کند. با کمک این دستگاه می‌توانید بدون این که مجبور باشید به مکان‌های بلند صعود کنید اندازه آن‌ها را تا سطح زمین محاسبه کنید.
بنابراین ایمنی ویژه‌ای که متر لیزری برای کاربرانش به همراه دارد و آن‌ها را در مکان‌های خطرناک محافظت می‌کند بسیار ارزشمند و با اهمیت است. در واقع متر لیزری قادر است کارهایی انجام دهد که شما از عهده آن‌ها بر نمی‌آیید.
موارد استفاده متر لیزری
متر لیزری امروزه در صنایع مختلف کاربردهای فراوانی دارد. از تهیه نقشه از کف اقیانوس و نقشه‌های توپوگرافی از پوشش گیاهی گرفته تا مصارف ورزشی می‌توان از متر لیزری استفاده کرد. ارتش و علوم نظامی یکی دیگر از زمینه‌هایی است که به طور گسترده می‌توان از متر لیزری در آن بهره برد. از این وسیله برای محاسبه دقیق مسافت اهداف تیراندازها و توپخانه‌ها، شناسایی اهداف و همچنین ساخت تجهیزات مهندسی و نظامی به طور گسترده استفاده می‌شود.
مهندسان و طراحان در ساخت مدل های سه بعدی اشیاء می‌توانند از متر لیزری بهره بگیرند. شکارچیان و گلف بازان هم از جمله کسانی هستند که به متر لیرزی به چشم یک ابزار همیشگی و کاربردی نگاه می‌کنند.
![]()
روش‌های بهبود کیفیت متر لیزری
مترهای لیزری برای اطمینان از نتیجه‌ی بهتر از روش‌هایی جهت کمتر کردن نور پس زمینه استفاده می‌کنند. چرا که نور زیاد در پس‌زمینه می‌تواند با انعکاس یافتن در پالس متر لیزری در اندازه‌گیری تداخل ایجاد کند و نتیجه‌ای غیر واقعی به دست دهد.
به عنوان مثال، یک متر لیزری که برای اندازه‌گیری در قطب جنوب ساخته شده است به دلیل وجود نور زیاد پس‌زمینه در این ناحیه، از ترکیبی از فیلترهای پهنای باند باریک، عنبیه و فرکانس پرتوهای شفاف استفاده می‌کند تا نور پس زمینه را تا جایی که می‌شود کاهش دهد.
دقت یک متر لیزری به پالس اصلی که از هدف به سمت دستگاه برمی‌گردد بستگی دارد. هر چقدر هم پرتوهای متر لیرزی باریک باشند و سرعت و شدت بالایی داشته باشند اما مانند نور طبیعی و سفید در معرض تحریفات جوی قرار دارند. تحریفات جوی می‌توانند بر روی پالس تأثیر بگذارند و نتیجه به دست آمده را به صوت غیر واقعی نشان دهند.
دقت اندازه‌گیری متر لیزری تحت تأثیر تحریفات جوی در فاصله‌های بیشتر از ۱ کیلومتر پایین می‌آید و همین‌طور تحریفات جوی می‌توانند نور را بیشتر یا کمتر از درجه واقعی آن‌ها منعکس کنند. در مواردی که هدف، شدت بازتاب وسیعی داشته باشد بهتر است برای گرفتن نتیجه دقیق‌تر از روش تغییر فاز استفاده شود.
https://www.transcat.com/media/pdf/cordex-laser-distance-meters.pdf
https://sciencing.com/do-laser-distance-meters-work-6332366.html