|
                
TECHNIEK EN TOPOGRAFIE
De laser clinometer
Gedreven door het streven naar perfektionisme,
maar ook naar gebruiksgemak, ontwikkelden we in 1995 een elektronische hellingmeter
met laser, die snel een onmisbaar instrument bleek te zijn. (auteur: Paul
De Bie).
INLEIDING
Een tijdje geleden las ik in Spelunca (juni 95) een artikel over een
afstandsmeter met een ge?corporeerde laser. De nogal grote doos waarin
dit alles zat ingebouwd, bevatte tevens een gewoon kompas en clinometer
van het type Suunto. Vooral dit laatste vond ik nogal vreemd, daar er tegenwoordig
elektronische alternatieven bestaan om hellingen te meten. Wij maken in
onze club sedert begin 1995 gebruik van een elektronische hellingmeter waarop
een kleine laser staat gemonteerd en dit met veel succes. De gewone Suunto
clinometer blijft tegenwoordig thuis in de kast liggen.
Hieronder volgt een korte beschrijving van dit apparaat.
MATERIALEN
a) de elektronische hellingmeter: Hiervoor werd een elektronische
waterpas van het merk Bosch aangeschaft, type DNM 6. Kostprijs 3.730
F + BTW. Deze waterpas is precies tot op 0,3 en geeft een digitale aflezing
van de helling in graden.
b) de laser: een laser-aanwijzer van het merk "Infiniter", kostprijs
zowat 2.000 F + BTW. Dit apparaatje lijkt als twee druppels water op een
inox balpen en wordt gebruikt om bij dia- of transparantprojecties iets
op het scherm aan te wijzen. Het geeft een felle laserstraal die tot 100
m ver schijnt en projecteert een zeer klein maar fel rood lichtpuntje. De
laser is van de klasse IIIA, < 5mW
uitgangsvermogen.
MONTAGE
De (aluminium) waterpas is 60 cm lang. De meeteenheid zit centraal gemonteerd
in het aluminium profiel.. We zagen het middengedeelte inclusief de meeteenheid
er tussen uit, zodat we een stuk overhouden van +/-17,5 cm lang. (NB: Het
is waarschijnlijk mogelijk om de meeteenheid uit de waterpas te slopen,
maar om de montage van de laser achteraf te vergemakkelijken, deden we dit
niet).
Het profiel van de waterpas heeft bovenaan een diepe gleuf, idaal om de
laserpen in te leggen. We zetten ze vast met 2 plastiek beugeltjes (om elektriciteitskabel
te bevestigen) en 2 metaalschroeven. Tot slot plakken we - eventueel - met
wat siliconen een klein waterpasje vast achter op de waterpas (zie verder).
Met siliconen maken we ook de openingen aan beide uiteinden van het afgezaagde
profiel dicht.
Om het LCD-scherm en de drukknoppen te beschermen, plakken we er met
tape een strook doorzichtig plastiekfolie overheen.
BELANGRIJK: Alvorens de pen te monteren, moet men controleren
of de laserstraal geen zijdelingse afwijking heeft. Leg de waterpas op een
vlak oppervlak (tafelblad bv.). Leg de pen in de gleuf bovenop de waterpas
en schijn naar een muur die zich +/- 5 m. verder bevindt. Wentel nu voorzichtig
de pen rond haar as. De rode lichtvlek moet in principe op dezelfde plaats
blijven. Indien ze een cirkel beschrijft, betekent dit dat de laserstraal
niet perfekt in lijn staat met de pen: ze verlaat de pen onder een zekere
hoek. Men moet ze dan zodanig op de waterpas monteren, dat de afwijking
zich in het horizontale en niet in het vertikale vlak bevindt. Aldus heeft
het geen invloed op de meting van een helling.
GEBRUIK
Men houdt de laserclinometer met de punt van de laserpen ter hoogte van
het eerste topopunt. Men zet de laser aan en schijnt naar het volgende topopunt.
Van zodra de rode lichtvlek op dit topopunt valt, drukt men op de geheugenknop
van de waterpas. De gemeten helling wordt nu "vastgehouden" op het LCD-scherm,
men kan de waterpas nu wegnemen en rustig aflezen. Men begeeft zich naar
het volgende topopunt ...etc.
De topopunten kunnen zoals vroeger elk markant punt in de grot zijn:
stalagmieten, rotspunten, uitsteeksels. Maar omdat deze niet steeds voorhanden
zijn, gebruiken wij sinds jaren (dus ook met gewone clinometer) volgend
zeer eenvoudig systeem: Van elektriciteitskabel (2,5 ?4 mm?) knipt men
enkele stukken van zowat 40 cm lang. Aan een uiteinde plakt men een plastieken,
wit schijfje ter grootte van een 20 F-stuk . Om de zichtbaarheid
te verbeteren, kan men dit schijfje bekleven met reflekterend materiaal
(scotch-lite). Het andere eind van de kabel wordt lusvormig gebogen zodat
een "voetje" ontstaat. Deze verplaatsbare topopunten (door Guy "lollies"
gedoopt) kan men overal neerzetten, in rotspleten wurmen, rond stalagmieten
draaien, in de klei steken: kortom gedaan met zoeken achter een goed topopunt.
Dankzij de scotchlite ziet men ze tientallen meters ver staan
(zie foto hiernaast). Iedereen die
dit systeem al eens heeft gebruikt, zal er nooit meer van willen scheiden.
Vergeet evenwel niet om nu en dan een "fixe" topopunt achter te laten; belangrijk
voor latere aanvullingen van het topowerk.
VOORDELEN
Om de voordelen van de elektronische clinometer te begrijpen, kan men
best vergelijken met de "gewone":
- afleesbaarheid: steeds gemakkelijk afleesbaar . Dankzij de geheugenknop
kan men de elektronische versie gewoon voor de ogen houden en verlichten
met de helmlamp. De gewone clinometer is vaak moeilijk afleesbaar wegens
te duister (werd weliswaar door ons opgelost dankzij de verlichting d.m.v.
een kleine LED; zie de publicatie "Systeem van Bretaye...Integraal - 1992
SC AVALON") of wegens een bemodderd of aangedampt kijkglaasje.
- positie: de positie of plaats van het topopunt speelt weinig
rol meer. Met de Suunto moet men steeds een topopunt kiezen waar men met
het hoofd achter kan. Vooral een meting steil omhoog, met een topopunt dicht
bij de grond kan onmogelijk blijken. Met de elektronische versie kan vrijwel
elk punt gebruikt worden.
- precisie: deze bedraagt 0,3 graden tegenover 1 graad voor de
Suunto. Ook is de kans op afleesfouten veel kleiner, daar de aflezing digitaal
gebeurt. Met een gewone clinometer riskeert men nogal gemakkelijk om een
meting van bv. 16 af te lezen als 6? of 26. Bovendien hebben wij proefondervindelijk
vastgesteld met enkele Suunto-clinometers, dat deze een fout vertonen tot
wel 2 , vooral in quasi-horizontale metingen. Onze ondervinding was dat
ze vaak iets te positief aanwezen.
NB: controleer Uw clinometer best ook eens: plaats 2 stokken van +/- dezelfde
lengte op een afstand van 10 meter van elkaar in Uw gazon. Meet van A naar
B en omgekeerd: beide resultaten moeten identiek zijn, maar mekaars tegenpool
(bv. +2 en -2). Herhaal de proef voor diverse hellingen. Indien U verschillen
verkrijgt, probeer er dan rekening mee te houden in Uw topoberekeningen.
Dit is soms moeilijk, daar de afwijking niet pers?voor alle hellingen constant
is.
NADELEN:
- omvangrijker apparaat (groter + zwaarder)
- niet perfekt waterdicht (maar dit kan grotendeels opgelost worden mits
een goed geplaatst stuk tape of wat silicone)
- gevoed door batterijen (9 V voor de waterpas, 2 AAA batterijtjes voor
de laser). De autonomie van beide toestellen is echter zeer groot daar ze
steeds discontinu gebruikt worden (meerdere "topo-dagen" mogelijk). Voorzie
toch reservebatterijen.
- verschil tussen positieve helling of negatieve niet zo duidelijk. Kleine,
zwarte driehoekjes op het LCD scherm wijzen aan of men de waterpas omhoog,
dan wel omlaag richt, maar vanaf een helling van 45 wisselen deze om!. Uiteraard
voelt of ziet men voor zulke sterke hellingen wel of het plus of min is,
maar toch opletten bij de aflezing. NB: een handig snufje is het volgende:
men kan de waterpas ondersteboven houden, waarbij de cijfers op de
LCD-display automatisch worden omgekeerd!
- de aflezing is slechts juist als de waterpas in het vertikale vlak
recht wordt gehouden (dus LCD scherm naar opzij). Als men hem, in het extreemste
geval, plat zou leggen met het LCD scherm omhoog, dan is de uitlezing fout.
Maar, men moet hem al echt heel scheef houden (meer dan 35) om een fout
van meer dan 1 graad te veroorzaken. Toch hebben wij uit voorzorg een klein
"luchtbelbuisje" van een waterpas gemonteerd, zodat men in één oogopslag
ziet of men het toestel wel ongeveer recht houdt. (Dit probleem kent een
gewone clinometer trouwens ook!)
- Het wordt niet aanbevolen om met de laser in de ogen van de collega-topograaf
te schijnen (doch het is niet schadelijk)..
ERVARINGEN
Het werken in de grot gaat sneller. Het soms secondenlange getwijfel
bij het aflezen van een gewone clinometer is er hier niet bij. Men werkt
preciezer. Enkele gesloten topocircuits met een vrijwel perfekte sluitingsfout
in het Z-vlak bevestigden ons dit (voorbeeld: in Réseau Nord van Trou Weron,
in zeer lastige omstandigheden, voor een circuit van 98 m lang en 18 m hoogteverschil:
sluitingsfouten X=13 cm, Y=11 cm, Z=0 cm!).
Het vereist enige oefening om snel het rode lichtpunt op het volgende
topopunt te positioneren, maar het richtwerk wordt in grote mate vergemakkelijkt
door het feit dat men de laserstraal zelf in de van waterdruppeltjes verzadigde
lucht kan zien. Men werkt meer ontspannen, vooral in modderige, nauwe kl..-passages
waar men met een gewone clinometer vaak tot wanhoop wordt gedreven.
De laserclinometer is zelfs overdag te gebruiken, voor het maken van
oppervlaktetopos, op voorwaarde dat de afstand niet te groot wordt. De laser
schijnt weliswaar heel ver, maar of men overdag over een afstand van 50
m een rood lichtpuntje van 2 mm groot kan zien, is een ander paar mouwen.
CONCLUSIE
Voor een kostprijs die niet zo veel hoger ligt
dan die van een gewone clinometer, heeft men hier een veel handiger en nauwkeuriger
toestel. In handen van een goede knutselaar, die het geheel in een waterdichte
behuizing inbouwt, kan het nog beter worden. Het voornaamste is dat de combinatie
elektronische waterpas + laser voldoet. Mocht een speleo-fabrikant een dergelijk
toestel commercialiseren, dan zou het gegarandeerd slechts half zo groot
kunnen zijn, nog meer aangepast zijn aan het ondergronds milieu en mogelijk
goedkoper.
Het principe laser + meetinstrument kan trouwens
nog uitgebreid worden. Waarom niet combineren met een kompas bijvoorbeeld?
Knutselaars... aan Uw werkbank!
Aanvullingen anno 1998;
Het hierboven vermeldde model van waterpas wordt intussen niet meer door
Bosch verkocht. De opvolger is de DNM 60 L, die als bijkomend voordeel heeft
dat hij zichzelf
 uitgeschakeld
als hij een tijd niet wordt gebruikt, en dat er een indicator is die aangeeft
dat de batterij moet vervangen worden. Bosch heeft nu ook een digitale
waterpas uitegbracht met ingebouwde laser, doch dit speelgoed kost 12.000
F en is veel omvangrijker dan wat wij ineen knutselden. Zie hierbij
een afbeelding van de nieuwe DNM 60L.
|
