تقييم دقة مستويات الليزر للمسح الهندسي

مفهوم الليزر:

كلمة ليزر هي اختصار لعبارة (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation)، وفي الوقت الحاضر يستخدم المصطلح لوصف جهاز يصدر إشعاعات أكثر كثافة وأحادية اللون ومتماسكة واتجاهية من الضوء المنبعث من مصدر عادي مثل المصباح المتوهج، هذه الخصائص الفريدة تجعل الليزر مفيدًا للعديد من التطبيقات.

في الهندسة المدنية وجد الليزر استخدامًا مكثفًا في معظم أشكال أعمال البناء (على سبيل المثال حفر الأرض ومهام التدريج، المحاذاة في القناة البحرية، التجريف، قياس انحراف السد، توجيه الأنفاق، المسوحات الجوفية وغيرها، كما وجد الليزر أيضًا استخدامه في الهندسة الميكانيكية والتصنيع للقياس التلقائي للمقياس والسباكة بالليزر وفي مراقبة أبعاد القياس.

إلى جانب ذلك فقد استفاد المهندس المعماري أيضًا من استخدام الأدوات القائمة على الليزر في هذا الصدد، حيث تم استخدام أجهزة التسوية بالليزر على نطاق واسع في مراقبة التحكم في الارتفاع الداخلي للمباني والديكورات ووضع الجدران الفردية والأسقف المعلقة والتحكم في قضبان توجيه المصعد.

في مجال المسح لطالما تم التعرف على الليزر كموجة حاملة في قياس المسافة الكهروضوئية (على سبيل المثال في مقياس المسافة AGA-6)، ومع ذلك وفي السنوات العشر الماضية أو نحو ذلك تم استخدام مستويات الليزر بشكل متكرر لعمليات التسوية المتعلقة بالبناء وتحريك التربة والصرف وما إلى ذلك.

ومع ذلك لا يزال هناك نوع من النظرة المحافظة من جانب المساحين تجاه هذا الجهاز الجديد، لذلك فإن الغرض من هذه العمل هو الإبلاغ عن نتائج تجربة تجريبية معنية بتقييم مستويات الليزر لأعمال المسح، ومع ذلك ليس في نية المخترعين التوصية أو المصادقة على هذه الأداة أو أي أداة أخرى لتطبيق معين.

بدلا من ذلك فإن الهدف من الليزر هو التقييم بطريقة محدودة لأداة الاختبار الحالية، وذلك بمحاولة مقارنة النتائج التي تم الحصول عليها، مع تلك التي تم الحصول عليها باستخدام التسوية البصرية التقليدية، كما يُعتقد أن النتائج تجيب على بعض الأسئلة التي غالبًا ما يطرحها المساحون، وذلك فيما يتعلق بمدى ملاءمة هذا الجهاز لأعمال المسح الروتينية.

مستوى الليزر:

يتكون نظام مستوى الليزر من: مصدر ليزر يمكن تسويته، حيث يتم إسقاط شعاع الليزر المتولد بواسطة منشور دوار لتشكيل مستوى مرجعي أفقي ومستشعر ليزر ضوئي كهربائي (أو كاشف)، حيث يمكن تحريكه لأعلى ولأسفل على قضيب التسوية؛ من أجل قياس فروق الارتفاع بالنسبة للمستوى الأفقي المحدد بالليزر.

ونظرًا لأن الدوران المستمر لشعاع الليزر حول محوره العمودي يحدد إسقاط الحزمة، فمن المهم جدًا أن تظل الأداة مستوية بدقة أثناء العمل، وبالتالي يتم استخدام واحدة من ثلاث طرق لإنجاز هذه المهمة، إما باستخدام الفقاعات الأنبوبية يدويًا جنبًا إلى جنب مع براغي القدم أو باستخدام المعوض البصري، (كما هو الحال في المستوى البصري التلقائي) أو عن طريق دمج نوع ما مع جهاز التسوية الذاتية، حيث يتم التحكم فيه إلكترونيًا (على سبيل المثال استخدام المستويات الكهربائية والمحركات المؤازرة).

وعلى الرغم من أن مستوى الليزر أصبح أكثر شيوعًا، إلا أنه لا يزال العديد من المساحين يشعرون بالقلق حيال ذلك، حيث إن الانتقاد الرئيسي من جانب المساح فيما يتعلق باستخدام هذا الجهاز يتعلق بعدم اليقين في تحديد مستوى أفقي بواسطة شعاع الليزر الذي يدور باستمرار والدقة على الطاقم التي يلتقط بها الكاشف الكهروضوئي شعاع الليزر.

كيفية إجراء الاختبار لمستويات الليزر:

في البداية تم إنشاء خط من المستويات بطول 170 مترًا على أرض مستوية لموقع محمي بشكل معقول، تم بعد ذلك دفع الأوتاد الفولاذية بقوة مع الأرض كل 10 أمتار على طول الخط، ثم تم بعد ذلك تحديد الارتفاعات الدقيقة للأوتاد باستخدام مستوى (Wild NAK2) التلقائي جنبًا إلى جنب مع ميكرومتر لوحة متوازية وقضيب تسوية دقيق (GPLE2).

تم وضع المستوى في منتصف الطريق بين الأوتاد المتتالية (في حدود ± 0.1 متر تقريبًا) في محاولة لتقليل خطأ الموازاة، بالإضافة إلى تأثيرات الانحناء والانكسار عن طريق وضع التوقعات والخلفيات متساوية تقريبًا، علاوة على ذلك ولتقليل تأثيرات الانكسار التي تسببها موجات الحرارة، فقد بقي خط الرؤية دائمًا على ارتفاع متر واحد على الأقل فوق سطح الأرض.

وخلال الفترة الزمنية للاختبار (حوالي عشرة أيام) أجريت جميع القياسات في الصباح الباكر (06-08 ساعة) أو في وقت متأخر بعد الظهر (16-17 ساعة)، حيث يُعتقد أن هذا مفيد لأنه في هذه الساعات يكون الجو متجانسًا نوعًا ما، كما تفي قيمة الخطأ التي تم الحصول عليها في إنشاء خط الاختبار بالمتطلبات من الدرجة الأولى على النحو المنصوص عليه، من قبل لجنة التحكم الجيوديسي الفيدرالية (FGCC)، والذي مقرها الولايات المتحدة الأمريكية.

شاهد أيضاً

كيفية قياس مساحة وانحدار السقف

كيف يمكن قياس مساحة وانحدار السقف؟ يمكن لمقاولي الأسقف ذوي الخبرة إلقاء نظرة واحدة على …