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TGA Ausgabe 12-2014
Laser-Distanzmessgeräte

Messen mit K(n)öpfchen


1 Foto machen, bemaßen und im Büro auswerten – neue Laser-Distanzmesser und Apps machen es möglich.

1  Foto machen, bemaßen und im Büro auswerten – neue Laser-Distanzmesser und Apps machen es möglich.

Aufmaß mit Zollstock und Bandmaß? Das scheint längst passé. Maße werden heute per Laser erfasst, per Bluetooth aufs Smartphone oder Tablet übertragen, per App unmittelbar vor Ort ausgewertet und die Ergebnisse per Mobilfunk ins Büro versandt.

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Für die Erfassung von Außen- und Innenmaßen, Höhenmaßen oder für die Überprüfung von Maßtoleranzen sind Laser-Distanzmesser gegenüber konventionellen Messwerkzeugen im Vorteil.

Mit Bluetooth-Geräten können die digitalen Messwerte noch an Ort und Stelle verarbeitet werden. Auf Laser-Distanzmessern basierende tachymetrische Systeme ermöglichen sogar ein 3D-Aufmaß.

Maßband und Zollstock haben dennoch keineswegs ausgedient, denn Laser-Distanzmesser taugen nicht für jeden Einsatzzweck.

Moderne Technik hat auch beim Auf-maß längst Einzug gehalten: Innenraummaße von Technikräumen, Heizflächen, Raumvolumina, Dachhöhen, Rohrleitungs- oder Kabelkanallängen, verbaute Massen usw. werden heute per Laser-Distanzmesser erfasst – einfach, schnell und präzise. Eine zweite Person ist meist nicht erforder-lich. Und manche Probleme konventioneller Messmethoden, wie Parallaxenfehler, Additionsfehler, das Durchhängen des Maßbands oder die temperaturabhängige Längenausdehnung des Bandmaterials spielen dabei keine Rolle mehr.

Das Messen per Knopfdruck ist einfach: Laser-Messgerät mit der Gerätehinterkante, -vorderkante oder Stativschraube am Startpunkt ausrichten, Zielpunkt mit dem Laser anvisieren, Messtaste drücken – fertig. Der Messwert wird bis auf den Zehntel Millimeter genau auf dem meist hintergrundbeleuchteten LC-Display angezeigt. Bei Modellen mit einer Bluetooth-Datenschnittstelle kann der Messwert kabellos an ein Smartphone, einen Tablet-PC oder ein Note-/Netbook zur Weiterbearbeitung mit einer entsprechenden Aufmaßsoftware übertragen werden.

Mehr als ein „digitaler Zollstock“

Laser-Distanzmesser sind vielseitig. Neben Längen, Flächen und Volumina können sie auch Kettenmaße ermitteln, Abstände abstecken, mithilfe der Pythagoras-Funktion Maße indirekt berechnen, Minimum- oder Maximum-Werte bestimmen und teilweise auch Neigungen messen. Präzise Messungen aus einer Ecke oder Fuge ermöglichen einige Geräte über ein wechselbares Endstück oder einen ausfahrbaren Mess-Stift.

Prädestiniert sind Laser-Distanzmesser für die Höhenmessung ohne Gerüst oder Leiter: Gerät auf den Boden stellen, Zielpunkt anvisieren und Messung per Knopfdruck starten – fertig! Ist die direkte Höhenmessung nicht möglich, weil der oberste Messpunkt von unten nicht anvisiert werden kann, kann man mithilfe der Pythagoras-Funktion Höhen auch indirekt messen.

Lässt sich das Gerät, respektive die Hand auflegen, sind ohne weitere Hilfsmittel Entfernungen bis etwa 50 m genau messbar. Für größere Distanzen ist ein Stativ (ca. 100 Euro) erforderlich. Bei sehr kleinen Messpunkten sowie für den Außeneinsatz ist zusätzlich eine ansteckbare oder im Gerät bereits integrierte Zieloptik empfehlenswert. Mit dieser Zusatzausstattung sowie einer meist optionalen Zieltafel für eine bessere Reflexion des Laserstrahls können Distanzen bis maximal 200 m präzise gemessen werden.

Neue Funktionstrends definieren aktuelle Spitzenmodelle wie etwa der Disto D810 touch von Leica Geosystems: Wie ein Smartphone ist das Gerät mit einem Multitouch-Farbdisplay und einer Digitalkamera ausgestattet. Werden in einem, im rechten Winkel zum Objekt aufgenommenem Foto zwei Punkte markiert, erscheint im Display das Messergebnis. Damit lassen sich die Breite, Höhe, Fläche oder der Durchmesser von Objekten direkt im Digitalfoto bestimmen.

So vielfältig die Messfunktionen auch sind – das Messprinzip ist immer gleich: Ein gebündelter Laserstrahl sendet einen roten Messpunkt auf das Zielobjekt. Im Empfänger wird das reflektierte Lichtsignal ausgewertet und aus der laufzeitbedingten Phasenverschiebung des Laserstrahls die Entfernung berechnet. Die erzielbaren Genauigkeiten liegen bei diesem Verfahren auch bei größeren Entfernungen im Millimeterbereich. Typisch sind Werte um ± 1,5 mm bei Entfernungen zwischen 30 cm und 50 m.

Laser-Entfernungsmessgeräte arbeiten mit Lasern der Klasse 2 im sichtbaren Spektralbereich zwischen 400 und 700 nm. Für das menschliche Auge geht davon zwar keine große Gefahr aus, dennoch sollte man nicht auf Personen zielen. Nicht verwechseln sollte man Laser-Distanzmesser übrigens mit den ungenau messenden Ultraschall-Messgeräten, was aufgrund des integrierten Laserpointers als Zielhilfe durchaus vorkommen kann.

Digitale Messdiener mit PC-Anschluss

Bei einigen wenigen Modellen (beispielsweise D3a BT, D510 und D810 Touch von Leica Geosystems oder GLM 100 C Professional von Bosch) sorgt eine Bluetooth-Schnittstelle dafür, dass die Messwerte über eine Distanz von bis zu 10 m per Funk oder per Micro-USB-Kabel an mobile oder stationäre PCs übertragen werden können. Damit entfällt das fehlerträchtige Ablesen, Notieren und manuelle Eingeben von Messwerten in ein Aufmaßprogramm.

Die teilweise im Lieferumfang enthaltene Datenübertragungs-Software bereitet die Messwerte so auf, dass sie direkt in beliebige Standardprogramme, etwa in Excel-Tabellen, übernommen werden können. Noch effizienter ist der Import der Daten in branchenspezifische Programme, beispielsweise für das Grundrissaufmaß oder die Rechnungsprüfung.

Laser-Entfernungsmesser werden deshalb teilweise auch zusammen mit Software offeriert oder sie sind Bestandteil eines 2D- oder 3D-Aufmaßsystems. Beispiele sind http://www.aec-mobile.de, http://www.kubit.de, http://www.maxmess.com, http://www.mobilaufmass.de und http://www.mwm.de. Eingabemasken und Abfrageroutinen innerhalb dieser und anderer Lösungen stellen sicher, dass kein Wert vergessen wird. Plausibilitätskontrollen prüfen, ob alle relevanten Maße erfasst worden sind. Wenn nicht, macht das System darauf aufmerksam und sorgt so dafür, dass der fehlende oder falsche Wert noch vor Ort korrekt erfasst wird.

Mit Programmen für das mobile Handwerker-Aufmaß werden Längen und Flächen alphanumerisch oder skizzenorientiert eingegeben. Letzteres ist auch beim mobilen Grundriss-Aufmaß für Planer der Fall: Man zeichnet eine grobe Raumskizze, worauf das System nacheinander alle erforderlichen Maße abfragt (Länge, Breite, Diagonale und ggf. Höhe). Ein mobiles Aufmaßsystem besteht in der Regel immer aus der auf einem mobilen PC (Note- oder Netbook, Tablet-PC oder Smartphone) installierten Aufmaßsoftware sowie einem Laser-Distanzmessgerät. Die Messdaten können alternativ per Bluetooth-Schnittstelle digital übertragen oder manuell eingetippt werden.

Systeme für räumliche Aufmaße

Zwar können einige Laser-Distanzmesser auch dreidimensionale Daten in eingeschränkter Form erfassen, indem etwa ein konstanter Höhenwert raumweise mitgeführt wird. Für ein echtes 3D-Aufmaß sind spezielle Lösungen aber sinnvoller. Dazu gehören nach dem tachymetrischen Prinzip arbeitende Systeme für die selektive 3D-Erfassung von Objektpunkten, die als Messgerät ein handelsübliches, speziell kalibriertes Laser-Distanzmessgerät verwenden (beispielsweise http://www.flexijet.info und http://www.theocad.de ).

Andere Systeme basieren auf einem Tachymeter (Kombination aus Winkel- und Distanzmessgerät, beispielsweise TachyCAD oder Vitas), respektive einem speziellen 3D-Aufmaßgerät (beispielsweise Leica 3D Disto oder ProCollector). Die Systeme werden auf einem Dreibein-Stativ einfach im Raum aufgestellt und eingeschaltet, worauf sie sich automatisch oder halbautomatisch orientieren und kalibrieren. Die Messpunkte werden durch Drehen und Schwenken des Messgerätes von Hand oder – motorisch betrieben und per Funkfernbedienung gesteuert – halbautomatisch anvisiert.

Über die Horizontalrichtung, den Vertikalwinkel sowie die gemessene Distanz kann die Software die exakten 3D-Koordinaten für jeden Messpunkt auf den Millimeter genau berechnen. Die Aufmaßdaten werden über ein Datenkabel oder kabellos per Bluetooth-Funkstandard in das Aufmaßprogramm übertragen. Dort entsteht parallel eine dreidimensionale Aufmaßskizze, aus der Grundrisse, Aufrisse und Schnitte abgeleitet werden können.

Teilweise werden parallel sogar echte 3D-Bauteile eingegeben (beispielsweise http://www.bim-measurement.com ), sodass unmittelbar beim Aufmaß ein BIM-Gebäudemodell entsteht (Building Information Modeling, TGA 08-2014, 3D oder 7D, Little oder Big, Closed oder Open?  Webcode  600067). Bei filigranen Objekten, wie haustechnischen Anlagen, krummen und schiefen, runden oder frei geformten Räumen sind 3D-Laserscanner besser geeignet (siehe auch: TGA 06-2013: Für jede Messaufgabe das richtige Werkzeug  Webcode  537467).

Wo (Laser)Licht ist, ist auch Schatten …

Das Messen per Laserlicht hat auch Nachteile. Dazu zählt – allerdings nur in der Anfangsphase – das Phänomen, dass man den gemessenen Werten nicht traut und gelegentlich nachmisst.

Problematischer ist ein anderer Umstand: das Funktionsprinzip setzt am Zielpunkt eine Reflexionsfläche voraus, an welcher der Laserstrahl zurückgeworfen werden kann. Diese ist nicht immer vorhanden oder so klein, dass sie auf größere Entfernung kaum anvisierbar ist. Dann muss man sich mit einer Zieltafel oder mit anderen Gegenständen behelfen, was jedoch in der Regel eine zweite Person voraussetzt.

Auch bei der Erfassung von Details und insbesondere beim verformungsgetreuen Aufmaß muss man doch wieder zu Bandmaß, Zollstock, Senkblei etc. greifen. Letztere funktionieren auch bei Minusgraden. Laser-Entfernungsmesser, genauer die darin befindlichen Batterien / Akkus und die LC-Displays funktionieren nur bis maximal – 10 °C. Einige Geräte machen schon vorher schlapp. Problematisch ist auch helles Sonnenlicht, weil der Laser-Messpunkt kaum erkennbar beziehungsweise das Display schlecht ablesbar ist.

Was bietet der Markt …

Der Markt für Laser-Distanzmessgeräte ist inzwischen kaum noch überschaubar, auch weil einige Hersteller gleich mehrere Modelle anbieten. Umso schwerer ist die Auswahl. Deshalb wurde mit der ISO 16 331-1 [1] eine Norm geschaffen, die technische Angaben zu Laser-Distanzmessgeräten von verschiedenen Herstellern untereinander vergleichbar macht. Dazu definiert die Norm, welche Parameter und Messprozeduren bei Angaben zur Reichweite, zur Genauigkeit etc. zu berücksichtigen sind. Allerdings erfüllen derzeit nur einige Geräte die schon seit zwei Jahren gültig Norm.

… und worauf sollte man achten?

Zu den wichtigsten Unterscheidungsmerkmalen zählen der Messbereich und die Genauigkeit: Der erste Wert gibt an, von welcher minimalen bis zu welcher maximalen Distanz in Metern das Gerät messen kann. Der zweite Wert gibt die Messgenauigkeit an (durchschnittlich ± 1,5 bis 2 mm). Zu den Standardfunktionen, die fast alle Geräte beherrschen, zählen Rechenfunktionen (Fläche, Volumen, Addition, Subtraktion, Pythagoras, Absteckmaß, Diagonalmaß etc.).

Zu den Zusatzfunktionen zählen die Dauermessung, die Anzeige des minimalen / maximalen Messwerts (hilfreich bei Eckmessungen) sowie die Neigungsmessung, die allerdings einen integrierten Neigungssensor voraussetzt. Für eine gute Ablesbarkeit der Messwerte ist neben der Displaygröße und -auflösung auch eine gute Hintergrundbeleuchtung entscheidend, wobei grelles Sonnenlicht immer Ableseprobleme verursacht.

Bluetooth- und USB-Schnittstellen erlauben die Übertragung von Messwerten und Berechnungsergebnissen an externe Aufmaßprogramme (siehe oben).

Die Stromversorgung wird meist über mitgelieferte Batterien des Typs AA oder AAA sichergestellt. Besser sind Lithium-Ionen-Akkus ohne „Memory-Effekt“. Mit 5000 bis 30 000 Messungen pro Batterie-/Akku-Satz kann der Stromverbrauch sehr unterschiedlich ausfallen, auch darauf sollte man achten.

Ein auf der Gehäuseunterseite angebrachtes Stativgewinde ermöglicht bei größeren Messdistanzen den Einsatz von Dreibein-Stativen. Beim Gehäuse sollte auf Bau-stellentauglichkeit und die Schutzklasse (möglichst IP54 – staub- und spritzwassergeschützt) geachtet werden. Wichtig sind die Gehäusestabilität (meist ABS-Kunststoff, teilweise mit Gummiarmierung) sowie die Kratzfestigkeit des Displays.

Zum Mindest-Lieferumfang sollten eine Tasche, Akkus, eine Tragschlaufe und eine Zieltafel gehören. Ein angestecktes, ausgefahrenes oder ausgeklapptes keil- oder stiftförmiges Endstück für Messungen in Innenecken und Fugen sollte möglichst automatisch erkannt werden, sonst sind Messfehler vorprogrammiert. Mit einer im Gerät integrierten oder ansteckbaren Libelle sieht man, ob man das Messgerät waag-recht hält.

Zum optionalen Zubehör können eine Laserbrille, mit der sich die Sichtbarkeit des Laserpunktes bei Tageslicht verbessern lässt, ein Gürtelclip, eine Ladestation, ein Stativ, eine justierbare Zieloptik für weiter entfernte Ziele etc. gehören.

Weitere wichtige Auswahlkriterien sind die Abmessungen und das Gewicht, die Einfachheit der Bedienung, auch mit Handschuhen (Bedientasten-Größe), eine intuitive Menüführung, die Schnelligkeit und Zuverlässigkeit sowie Automatismen wie das Abschalten nach längeren Bedienpausen.

Die Preise (inklusive Mehrwertsteuer) bewegen sich zwischen 50 Euro für einfache Modelle und ab etwa 250 Euro für multifunktionale Bluetooth-Geräte. Wer hauptsächlich Räume aufmisst, für den genügen auch preiswertere Geräte mit einer maximalen Messreichweite von 50 m und einer Genauigkeit von 1 bis 2 mm. Etwas tiefer in die Tasche greifen sollte man, wenn hauptsächlich im Außenbereich gemessen wird. Hier spielen neben der Messreichweite auch die Erkennbarkeit des Laserpunkts bei Tageslicht, eine Zieloptik und ein Stativgewinde eine wichtige Rolle.Marian Behaneck

Literatur und Info-Links

[1] ISO 16 331-1 Optik und optische Instrumente – Laborverfahren zur Überprüfung vermessungstechnischer Instrumente – Teil 1: Leistungsbeschreibung von Handheld-Laserdistanzmessgeräten. Berlin: Beuth Verlag, Mai 2012

[2]  http://www.architekturvermessung.de Infos rund um das Bauaufmaß

[3}  http://www.bdvi.de Bund öff. best. Vermessungsingenieure

[4]  http://www.laserentfernungsmesser-test.de Testberichte, Blogs, Tipps

[5]  http://www.vdv-online.de Verband dt. Vermessungsingenieure

[6]  http://www.wikipedia.de Suchworte: Aufmaß, Bauaufmaß etc.

Inhaltsübersicht

  1. Teil: Messen mit K(n)öpfchen
  2. Teil: Geräte / Anbieter (Auswahl)
  • 2  Mit Laser-Distanzmessern lassen sich Innenraummaße von Technikräumen, Heizflächen, Raumvolumina, Dachhöhen, Rohrleitungs- oder Kabelkanallängen einfacher und präziser messen.

  • 3  Wenn es um das präzise und schnelle Messen lichter Maße, Flächen …

  • 4  … und insbesondere auch Höhen geht, sind Laser-Distanzmesser unschlagbar.

  • 5  Bluetooth-Modelle schöpfen dank kabelloser Datenübertragung in Verbindung mit spezieller Software weitere Rationalisierungspotenziale aus.

  • 6  Ab einer Messentfernung von etwa 40 m sind ein Stativ und im Außenbereich auch ein Zielsucher erforderlich.

  • 7  Das Gehäuse sollte „baustellentauglich“, sprich: stoß-, staub- und spritzwassergeschützt und mit Handschuhen bedienbar sein.

  • 8  Einige Hersteller bieten zusätzlich kostenlose Raum- und Fotoaufmaß-Apps zur sofortigen Verarbeitung der Messdaten per Smartphone oder Tablet-PC an.

  • 9  In Verbindung mit einer motorisch betriebenen Dreh- und Schwenkeinheit und einem Stativ ist sogar ein halbautomatisches 3D-Aufmaß frei geformter Räume möglich.

  • 1  Auch das gibt es bereits: Ein aus einer Laser-Messeinheit und einer App bestehendes System verwandelt ein iPhone in ein Laser-Distanzmessgerät.

  • n  Manchmal sind Schnelligkeit, Zuverlässigkeit und eine einfache Bedienung wichtiger als Funktionsvielfalt.

Bild: Hilti

Bild: Leica Geosystems

Bild: Bosch

Bild: MWM

Bild: Bosch

Bild: Trotec

Bild: Leica Geosystems

Bild: Flexijet

Bild: Prexiso

Bild: Testboy

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