OPTIČKA MJERENJA

S E M I NA R S K I R

A D

Uradio: Safet Šeta

O OPTIČKIM MJERENJIMAPotreba za brzim i preciznim mjerenjima geometrijskih karakteristika sve je više prisutna u proizvodnom mašinstvu. To dolazi zbog činjenice da rastu zahtjevi za kvalitetom, usljed konkurencije ali i automatizacije procesaproizvodnje.

Osim čisto optičkih mjerenja koja se provode mjernim sredstvima i uređajima koji rade na principima geometrijske optike, sve češće se koriste i mjerna sredstva koja rade na principima fizičke optike i njene kombinacije sa elektronikom.

Optičkim mjernim sistemima detaljno se određuje trodimenzionalnioblik cjelokupne površine objekata, pojedinih dijelova od posebnevažnosti ili tačaka.

Zavisno od načina analize i željenih rezultata vršise: određivanjeodstupanja rezultata digitalizacije u odnosu na CAD model, kontrolaispunjavanja zadatih tolerancija oblika i položaja, upoređivanje oblikaproizvoda sa prototipom ili uzorkom, virtualna montaža digitalizovanihdijelova.

PREDNOSTI I PRIMJENA

• kontrola kvaliteta,• reverzni inženjering,• Brza izrada prototipova,• 3D vizualizacija,• analiza deformacija,• FEM modeliranje,

• rekonstrukcije, • dizajn,• spomenici, • arhitektura, • medicina,• stomatologija, itd.

U opštim primjenama, optički sistemi za 3D digitalizaciju primjenjuju se u slijedećim oblastima:

PODJELA OPTI

ČKIH

MJEREN

JA U PROIZVODNJI:

o mjerni mikroskopi i teleskopi,

o profil projektori,

o Moiré tehnika,

o tehnika silueta,

o fotogrametrija

o fazna modulacija, i druge

FOTOGRAMETRIJA I TRIANGULACIJAFotogrametrija je tehnika mjerenja 3D koordinata

koja koristi fotografije kao osnovni metrološki medijum.

Triangulacija je metod korišten u fotogrametriji, kojim se dobijaju 3D

položaji tačaka.

Za kvalitetno mjerenje potrebna je kalibracija mjerne opreme,

Kalibracija je proces tokom koga mjerni sistem, pomoću ili bez

kalibracijskog objekta, vrši samopodešavanje čime se obezbeđuje

dimenziona tačnost mjerenja.

Svaki put kada sklopimo optički mjerni sistem TRITOP, zapravo,

radimo sa jedinstvenom i neponovljivom konfiguracijom optičkog

mjernog sistema

PRIKAZ MJERENJA: FOTOGRAMETRIJA

LASEREtimologija riječi laser potiče iz angloameričkog govornog područja (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation - pojačanje Svjetlosti stimuliranom emisijom zračenja)

Laseri emitiraju elektromagnetsko zračenje u nevidljivom (100 - 400nm i 700nm - 1mm) i vidljivom (400 - 700nm) dijelu spektra.

Isto ono svojstvo koje lasersko zračenje čini toliko privlačnim za različite znanstvene, tehničke i medicinske primjene, naime velika količina optičkog zračenja može biti koncentrisana na malom ciljnom području u kratkom vremenskom periodu, su upravo razlozi zbog kojih je ono sposobno uzrokovati ozbiljne ozljede oka i kože te Se stoga vrsi podjela lasera u 4 klase:

MJERENJA LASERIMAPostoje dvije metode mjerenje laserima:

Fazna - Priroda ove metode mjerenja, postavlja kao preduvjet dovoljni intenzitet povratnog signala, te poznavanje fizikalnih svojstava reflektirajuće plohe. Upravo zbog toga, kod ovog načina mjerenja, obavezno je postavljanje reflektora na cilju

Impulsna - Kod impulsne metode mjerenja dužina, elektronički sklop šalje, u vrlo kratkom vremenu, elektromagnetski impuls prema cilju, te se direktno mjeri vrijeme potrebno za njegov povratak.

PRIMJENA LASERSKIH SKENERAMogućnosti primjene velike količine tačnih podataka koje prikupljamo terestričkim laserskim skanerima već je i sada veoma velik, a stalno povećavanje procesne snage modernih računala praktički svakodnevno otvara i nove.

Mnoštvo tačnih 3D prostornih podataka prikupljenih u, slobodno možemo reći, jednom trenutku postojanja nekog objekta (građevine), predstavljaju pandam fotografiji. Razlika između njih je dakako za cijelu jednu dimenziju u korist prvih. Njihovom naknadnom obradom moguće je izvoditi uopćene modele obzirom na konkretne potrebe, aizvorni podaci mjerenja ostaju kao bogat i brzo dostupan izvor informacija o posmatranom objektu ili cijelom sistemu.

o Mjerenje deformacija

Kod strukturalnog nadgledanja, lasersko skeniranje možemo smatrati naprednijim

nad geodetskim metodama (izmjera, GPS), koje mogu pratiti deformaciju na samo

ograničenom broju tačaka, dok skener može mjeriti deformacijsku plohu (Lichti i dr.

2000).Laserski skeneri su više nego pogodni za praćenje deformacija na kapitalnim

građevnim objektima poput brana (slika 4.4.), mostova i sl. Automatska 3D izmjera

različitih objekata bez dodira postala je jedna od važnih zadaća inženjerske geodezije.

o Topografska mjerenja

Opsežni radovi na detaljnom topografskom mjerenju mogu biti izvedeni laserskim

skenerima. Izmjera npr. arheoloških iskopina za potrebe dokumentacije, zahtijeva visoku

tačnost i gustoću mjerenja, a to je upravo ono što nam laserski skeneri pružaju .

o Industrijska mjerenja

Laserski skeneri našli su svoje mjesto u svakoj grani ljudske djelatnost,i koja

zahtijeva prikupljanje velike količine tačnih 3D podataka o objektima i prostoru. Jedna

od njih je svakako i zrakoplovna industrija (slika 4.6.) gdje ih se može naći već neko

vrijeme.

o Mjerenje objekata kulturnog naslijeđa

Prilikom mjerenja fasade i ostalih dijelova zgrada kulturnog naslijeđa, lasersko

skeniranje daje samostalno ili u kombinaciji s metodama terestričke fotogrametrije,

veoma dobar odnos uloženog i dobivenog. Vrlo detaljan i brzo dostupan digitalni

visinski model pročelja, uvelike će olakšati proces dobijanja odgovarajućeg 3D

digitalnog prikaza.

ZAKLJUČAK

U uslovima kada je potrebno u kratkom vremenu

obezbjediti visoku tačnost i količinu podataka, do

izražaja dolazi brzina i fleksibilnost koju pružaju sistemi

za 3D digitalizaciju. Zahvaljujući beskontaktnom

prikupljanju podataka, uticaj na objekat mjerenja je

veoma mali.

Pošto je mjerna tehnika zasnovana na fotografijama,

rezultati se vrlo lako i intuitivno mogu predstaviti.Ovi

sistemi mogu da rade sa širokim dijapazonom veličina

predmeta koje mogu da mjere (od nekoliko milimetara

do nekoliko desetina metara), što im daje veliku

prednost u odnosu na sadašnje konvencionalne sisteme.