Мерные вилки
Эффективная работа в лесу может быть достигнута только при правильном выборе технологий и инструментов. Мерная вилка – один из основных рабочих инструментов работников леса. Современные электронные мерные вилки открывают новые возможности повышения эффективности работы в лесу.
Мерная вилка предназначена для точного измерения толщины растущих деревьев, хлыстов или сортиментов, и выполнения перечислительной таксации. Уже более как 20 лет в лесном хозяйстве нашли применение электронные мерные вилки – лесотаксационные инструменты, оборудованные электронным приспособлением, предназначенным для накопления, хранения и обработки результатов измерений. Что представляет собой электронная мерная вилка?
Конструкция мерной вилки. Первые электронные мерные вилки основывались на традиционной конструкции обычной механической мерной вилки – штангенциркуль с подвижной ножкой. Такая компоновка применяется и в большинстве современных конструкций. В отличие от механической вилки, электронная оборудована устройством для определения ширины раскрытия мерной вилки, или снятия показаний измеряемого дерева, а также компьютером для хранения и обработки данных измерений. В современных конструкциях мерных вилок применяются бесконтактные системы считывания показаний, что обеспечивает высокие эксплуатационные качества инструмента.
Использование компьютера в электронной мерной вилке, позволило применить другие конструкции механизма измерения. Электронные вилки Финской компании Savcor Masser 55 GR и Masser Racal 500 используют рожковую конструкцию, в которых один конец подвижной мерной ножки закреплен на оси, и представляет собой рычаг, поворачивающийся на оси крепления. Измерения диаметра дерева в такой конструкции вилки происходит путем надвигания сомкнутых рычагов вилки на ствол дерева. Для этого на концах рычагов закреплены обводные ролики. Электронный блок фиксирует максимальный угол раскрытия измерительных рычагов и выводит на экран вычисленное значение диаметра дерева. Конструкция вилок такого типа позволяет оператору проводить измерения, пользуясь только одной рукой.
Лазерные мерные вилки. Шведской компанией Haglöf разработана модель вилки Digitech Pro One в которой для измерения диаметра используется лазер. Вилка состоит из специального измерительного штока, закрепленного на коммуникационном разъеме терминального устройства (компьютера), используемого в электронных вилках Digitech Professional, и лазерного излучателя. Для выполнения замера шток упирается в ствол дерева и нажатием на кнопку управления запускается процесс замера диаметра: включается сканирующий лазер, терминал вилки поворачивается таксатором вдоль своей оси сначала в одну сторону древесного ствола, до достижения лазером его границы, а затем – в другую. По завершении замера раздается сигнал и результат измерения выводится на дисплей. С вилкой можно работать одной рукой. Общий вес вилки вместе с терминалом составляет менее чем 400 г., что делает электронную вилку невероятно легкой.
В конструкции мерной вилки ЭМВ (Республика Беларусь) для определения диаметра дерева также используется лазерный луч. Конструктивно вилка представляет собой угловой шаблон (угол раскрытия 90°), который помещается вплотную к стволу дерева. При проведении замера электронный блок мерной вилки включает на несколько секунд лазер, направленный на ствол дерева, и принимает его отраженный сигнал. По времени задержки определяется расстояние до ствола дерева и по математической модели вычисляется его диаметр. Для получения среднего значения диаметра дерева, вилка производит множественные замеры в течение 1 секунды. Данная мерная вилка предназначена только для выполнения перечислительной таксации лесосек.
Функциональные возможности вилки. Функциональную насыщенность электронной мерной вилки определяет тип используемого компьютера, и установленного на нем программного обеспечения. Первые электронные мерные вилки обеспечивали только хранение данных измерений.
Современные конструкции вилок, оснащенные микропроцессорами, работают
под управлением специального программного обеспечения. Все большая часть электронных вилок позволяет пользователю
самостоятельно загружать программное обеспечение в компьютер вилки – это
значительно расширяет возможности использования измерительного прибора,
и ускоряет первичную обработку результатов измерений. В отдельных
случаях возможен расчет таксационных характеристик, запаса
древесины на объекте измерения.
Наряду с непосредственно измерением диаметров современные мерные вилки оборудуют и другими лесными измерительными инструментами. Компания Savcor Masser OY разработала мерную вилку, которая объединяет в себе собственно мерную вилку для измерения диаметров, электронный высотомер, электронный дальномер и компас. Назначение вилки - измерение на круговых пробных площадках в ходе лесоинвентаризации. Конструкция вилки имеет классический вид с подвижной и неподвижной измерительными ножками. Для измерения расстояний на местности вилка оборудована двухчастотным ультразвуковым приемо-передатчиком. В комплект поставки входят два ультразвуковых отражателя га 180° и 360°. Применение ультрозвукового сенсора позволяет производить измерений расстояний мерной вилкой под пологом леса при наличии густого подроста или подлеска, где использование, например, лазерных дальномеров затруднено. Основное назначение дальномера мерной вилки – это замер расстояния от центра площадки до измеряемого дерева при таксации деревьев на круговой пробной площади постоянного радиуса. В этом случае отражатель на 360° помещается в центр пробной площади и таксатор по показаниям на экране мерной вилки может легко определять границу пробной площади. Если измеряемое дерево выходит за границу пробы, то вилка издает звуковой сигнал. Дальномер электроника вилки позволяет учитывает величину уклона местности благодаря встроенному в вилку клинометру. В мерной вилке предусмотрена функция измерения высоты дерева. Наличие электронного компаса позволяет определять магнитный азимут измеряемого дерева относительно направления на центр пробной площади, и строить в дальнейшем карту размещения деревьев на пробе.
Производители мерных вилок. Электронные мерные вилки – это профессиональный измерительный инструмент, к которому предъявляются достаточно жесткие эксплуатационные требования. Компьютер мерной вилки должен обеспечивать низкое энергопотребление, позволяя проводить измерения продолжительное время без подзарядки батарей. Работа в условиях широкого диапазона температур, особенно низких, требуют применения технологий, обеспечивающих надежную работу в полевых условиях. Кроме того, вилка должна быть легкой, удобной в работе. Всем этим требованиям отвечают измерительные приборы, выпускаемые лидерами отрасли средств измерений для лесного хозяйства: Шведская фирма Haglöf Sweden AB www.haglofsweden.com и финская Savcor Forest www.savcor.com. Производством механических мерных вилок в России занимается ООО Таксатор www.taxator.ru.
Мерные вилки ООО Таксатор — почитать более подробно
Обмен данными между мерной вилкой и компьютером. Первое и основное предназначение электронной мерной вилки – это определение диаметра дерева с высокой точностью и накопление результатов измерений в электронной памяти вилки. Для использования результатов измерения их необходимо либо напечатать, либо передать в компьютер. Для этого электронная мерная вилка обычно оборудуется коммуникационным портом RS232. В зависимости от комплектации может быть встроен Bluetooth, USB порт и инфракрасный порт (IR). Мерная вилка Haglöf DigiTech оборудована радио модулем, позволяющим передавать данные измерений по радиоканалу (до 60 метров при использовании внутренний антенны) в полевой компьютер в режиме реального времени. Сбор данных таксации может вестись с нескольких мерных вилок одновременно.
Как правило данный вилки могут быть выгружены в файл текстового формата, который в дальнейшем может быть использован для дальнейшей обработки. В программе Турбо Таксатор реализована функция импорта данных мерных вилок, что позволяет значительно повысить производительность камеральной обработки данных таксации.
При ведении лесотаксационных работ часто приходится пользоваться и другими средствами измерений. Наиболее популярные из них — высотомеры, дальномеры и GPS приемники. Производители предусмотрели возможность автоматической записи показаний этих приборов в память вилки, что значительно повышает эффективность полевых работ. Вилки Haglöf Digitech и Digitech Professional оборудованы инфракрасным портом для обмена данными с электронными высотомерами Haglöf Vertex II и Haglöf Vertex Laser. Вилки Haglof и Masser также оборудованы возможность записи данных GPS приемников при проведении замеров деревьев.
Эргономика мерной вилки. Для управления компьютером мерной вилки используется клавиатура. Клавиши используются для навигации по пунктам меню и для ввода результатов измерений. В зависимости от задач на которые ориентирована мерная вилка используется различное количество кнопок. Например, модели Mantax, Haglöf Digitech, Datafox 2000 оснащены тремя кнопками: две для навигации и одна для подтверждения ввода данных. Мерная вилка Masser Excaliper имеет 9 кнопок, Masser 200GR, предназначенная для калибровки харвестерных головок – 14 клавиш управления, а мерная вилка ЭМВ – 34 кнопки. Кроме количества кнопок, также важным показателем эргономики является расположение управляющих кнопок. Мерные вилки оборудуются дисплеем, на который выводится результаты измерений и служебная информация. Как правило, дисплей вмещает от 3 до 4 строк текста. Наиболее крупный дисплей в моделях Masser Excaliper и Masser 2000. Мерная вилка Haglof Digitech оборудована однострочным дисплеем.
Использование электронных мерных вилок. Применение электронной мерной вилки позволяет повысить эффективность полевых и камеральных работ за счет следующих факторов:
- Повышение производительности полевых работ при лесоинвентаризации. При использовании измерительных методов при проведении лесоинвентаризации применение электронных мерных вилок позволяет повысить производительность работ. Перечет деревьев может выполнятся одним таксатором.
- Повышение производительности при камеральной обработке данных таксации. Данные мерной вилки, можно передать на компьютер и загрузить в программу их обработки. Например система подготовки отводов лесосек Турбо Таксатор имеет функцию импорта данных электронных мерных вилок.
- Уменьшение количества ошибок при проведении измерений и исключение ручной обработки данных таксации.
- Высокая точность проведения замеров с минимальными трудозатратами. Это особенно важно при проведении замеров лесопродукции и проведении научно-исследовательских работ.
Программа материально-денежной оценки лесосек Турбо Таксатор позволяет выполнять импорт данных из электронных мерных вилок Haglof, Masser и ЭМВ.