Optička mjerenja

1. Optička mjerenja Seminarski rad Uradio: Safet Šeta

2. O optičkim mjerenjima • Potreba 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.

3. Prednosti i primjena • Optičkim mjernim sistemima detaljno se određuje trodimenzionalni • oblik cjelokupne površine objekata, pojedinih dijelova od posebne • važnosti ili tačaka. • Zavisno od načina analize i željenih rezultata vršise: određivanje • odstupanja rezultata digitalizacije u odnosu na CAD model, kontrola • ispunjavanja zadatih tolerancija oblika i položaja, upoređivanje oblika • proizvoda sa prototipom ili uzorkom, virtualna montaža digitalizovanih • dijelova.

4. U opštim primjenama, optički sistemi za 3D digitalizaciju primjenjuju se u slijedećim oblastima: rekonstrukcije, dizajn, spomenici, arhitektura, medicina, stomatologija, itd. • kontrola kvaliteta, • reverzni inženjering, • Brza izrada prototipova, • 3Dvizualizacija, • analiza deformacija, • FEM modeliranje,

5. Podjela optičkih mjerenja u proizvodnji: • mjerni mikroskopi i teleskopi, • profil projektori, • Moiré tehnika, • tehnika silueta, • fotogrametrija • fazna modulacija, i druge

6. Fotogrametrija i Triangulacija • Fotogrametrija 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

7. Prikaz mjerenja: Fotogrametrija

10. Laser • Etimologija 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.

11. 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:

12. Mjerenja laserima • Postoje 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.

13. Primjena laserskih skenera • Mogućnosti 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, a • izvorni podaci mjerenja ostaju kao bogat i brzo dostupan izvor • informacija o posmatranom objektu ili cijelom sistemu.

14. 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. • 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 .

15. 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. • 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.

16. 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.