5 ปัญหาจากการตั้ง Prism Constant ผิดบน Total Station และวิธีแก้

เมื่อระยะที่วัดได้จาก Total Station คลาดจากเทปวัดหรือจากค่าที่เคยรังวัดไว้ สิ่งแรกที่หลายคนสงสัยคือตัวกล้องหรือ EDM เสีย ทั้งที่ในงานจริงต้นเหตุที่พบบ่อยกว่ามากคือค่าคงที่ปริซึม (Prism Constant) ที่ตั้งไว้ไม่ตรงกับปริซึมที่ถืออยู่ ความคลาดชนิดนี้มีลักษณะเฉพาะที่แยกออกได้ไม่ยาก และแก้ได้ในไม่กี่นาทีถ้ารู้ว่าต้องดูตรงไหน

ก่อนเข้าห้าอาการ ควรเข้าใจที่มาของค่านี้ก่อน แสงจาก EDM ต้องเดินผ่านเนื้อแก้วของปริซึมซึ่งมีดัชนีหักเหราว 1.5 ทำให้แสงเดินช้ากว่าในอากาศ ระยะเชิงแสงที่กล้องคำนวณได้จึงยาวกว่าระยะเชิงกลจากจุดศูนย์กลางปริซึมถึงหมุด ผู้ผลิตจึงประกาศค่าชดเชยไว้ให้ตั้งในกล้อง ความสัมพันธ์คือ

ระยะที่ถูกต้อง = ระยะที่กล้องอ่านได้ + K

โดย K คือค่าคงที่ปริซึม ซึ่งมักเป็นค่าลบ และเมื่อตั้งผิด ความคลาดที่เกิดขึ้นจะเท่ากับผลต่างของค่าที่ควรเป็นกับค่าที่ตั้งไว้พอดี ไม่ขึ้นกับระยะทาง

1. ระยะคลาดเท่ากันทุกจุด ทั้งที่มุมถูกหมด

นี่คือลายเซ็นของปัญหาค่าคงที่ปริซึมโดยตรง ถ้าวงรอบปิดเชิงมุมผ่านสบาย แต่ระยะทุกเส้นยาวหรือสั้นเท่า ๆ กันประมาณ 30 มิลลิเมตร แทบไม่ต้องสงสัยอย่างอื่น เพราะความคลาดจาก ppm จะโตตามระยะ ส่วนความคลาดจากการตั้งศูนย์จะสุ่มไปมา มีแต่ค่าคงที่ปริซึมเท่านั้นที่ให้ผลคงที่เท่ากันทุกเส้น

สเปกอ้างอิง: ค่าที่ผู้ผลิตประกาศกระจายอยู่ในช่วงกว้าง ปริซึมกลมมาตรฐานของกลุ่มยุโรปมักกำหนดไว้ที่ 0 มิลลิเมตร กลุ่มญี่ปุ่นมักอยู่ราว ลบ 30 มิลลิเมตร ปริซึมขนาดเล็ก (Mini Prism) และปริซึมรอบทิศ 360 องศา มีค่าต่างออกไปอีกทั้งบวกและลบ ส่วนแผ่นสะท้อนแสง (Reflective Sheet) โดยทั่วไปกำหนดไว้ที่ 0 มิลลิเมตร ตัวเลขเหล่านี้ต้องอ่านจากเอกสารของรุ่นนั้นโดยตรง ห้ามเดาจากยี่ห้อ

วิธีแก้: เข้าเมนูตั้งค่า EDM ตรวจว่าค่าที่แสดงตรงกับปริซึมที่ใช้จริง แล้วรังวัดซ้ำหนึ่งเส้นเทียบกับค่าเดิม ถ้าผลต่างหายไปพอดีตามที่คำนวณ แสดงว่าเจอต้นเหตุแล้ว

ข้อควรระวัง: อย่าแก้ด้วยการบวกลบค่าในสมุดสนามภายหลัง เพราะข้อมูลดิบที่ส่งออกจากกล้องจะยังผิดอยู่ และคนที่มารับงานต่อจะไม่รู้

2. สลับปริซึมกลางงานแล้วค่ากระโดดเป็นขั้น

อาการนี้เห็นได้จากกราฟค่าที่รังวัดซ้ำ จุดที่วัดก่อนเปลี่ยนปริซึมจะเกาะกลุ่มหนึ่ง จุดหลังเปลี่ยนจะเกาะอีกกลุ่มหนึ่ง ห่างกันเป็นค่าคงที่ ปัญหาเกิดเมื่อทีมมีปริซึมหลายชุด เช่น ปริซึมกลมสำหรับหมุดควบคุม กับปริซึมเล็กสำหรับงานเก็บรายละเอียด แล้วเปลี่ยนอุปกรณ์โดยไม่เปลี่ยนค่าในกล้อง

วิธีแก้: ทำป้ายติดที่ปริซึมทุกตัวระบุค่าคงที่ให้อ่านได้จากระยะไกล และกำหนดเป็นระเบียบว่าเมื่อเปลี่ยนปริซึมต้องพูดยืนยันค่ากันทางวิทยุก่อนยิงจุดถัดไป

ข้อควรระวัง: ปริซึมที่ถอดออกจากขาตั้งเดิมไปประกอบกับอะแดปเตอร์อีกแบบ อาจมีค่าคงที่เปลี่ยนไปด้วย เพราะค่านี้คิดรวมตำแหน่งของศูนย์กลางปริซึมเทียบกับแกนดิ่งของตัวยึด

3. ค่าในกล้องกับในโปรแกรมเก็บข้อมูลไม่ตรงกัน

เมื่อใช้ Data Collector หรือซอฟต์แวร์ภายนอกควบคุมกล้อง มีโอกาสที่ทั้งสองฝั่งจะมีช่องให้ใส่ค่าคงที่ปริซึม ถ้าใส่ทั้งสองที่ ระยะจะถูกชดเชยสองรอบ ผลคือคลาดเป็นสองเท่าของค่าที่ตั้ง

วิธีแก้: เลือกให้ชัดว่าจะให้ฝั่งใดเป็นผู้ชดเชย แล้วตั้งอีกฝั่งเป็นศูนย์ จากนั้นทดสอบด้วยการยิงหมุดที่ทราบระยะแน่นอนหนึ่งเส้น ถ้าค่าที่ได้ตรง แปลว่าไม่มีการชดเชยซ้ำ

ข้อควรระวัง: การอัปเดตเฟิร์มแวร์หรือเปลี่ยนโปรไฟล์งานในเครื่องเก็บข้อมูล อาจรีเซ็ตค่ากลับเป็นค่าตั้งต้นของโรงงานโดยไม่แจ้ง ควรตรวจซ้ำทุกครั้งหลังอัปเดต

4. สลับไปวัดแบบ Reflectorless แล้วระยะเพี้ยน

โหมดไร้ปริซึมยิงไปที่ผิววัสดุโดยตรง จึงต้องใช้ค่าคงที่เท่ากับศูนย์ ถ้ากล้องยังค้างค่าของปริซึมไว้ ระยะที่ได้จะคลาดเท่ากับค่านั้นทันที ปัญหาพบบ่อยในงานเก็บรูปด้านอาคารที่สลับไปมาระหว่างสองโหมดภายในสถานีเดียว

วิธีแก้: กล้องส่วนใหญ่แยกโปรไฟล์ของสองโหมดให้อยู่แล้ว ให้ตรวจว่าโปรไฟล์ไร้ปริซึมตั้งค่าเป็นศูนย์จริง และตั้งนิสัยว่าทุกครั้งที่เปลี่ยนโหมด ให้มองที่หน้าจอยืนยันค่าก่อนยิงจุดแรก

ข้อควรระวัง: ความแม่นยำของโหมดไร้ปริซึมขึ้นกับสีและความหยาบของผิววัสดุด้วย ผิวมืดหรือเปียกจะสะท้อนกลับน้อย ทำให้ระยะใช้งานสั้นลงและค่ากระเพื่อมมากขึ้น อย่าเหมารวมว่าความคลาดทั้งหมดมาจากค่าคงที่

5. ไม่เคยตรวจค่าจริงด้วยเส้นฐาน

ค่าที่พิมพ์อยู่บนกล่องคือค่าของปริซึมใหม่ที่ประกอบถูกต้อง เมื่อใช้งานไปหลายปี ผ่านการถอดประกอบ ตกกระแทก หรือเปลี่ยนอะแดปเตอร์ ค่าจริงอาจไม่ตรงกับที่ประกาศไว้แล้ว วิธีตรวจที่ทำได้เองคือวิธีเส้นฐานสามจุด

ขั้นตอน: เลือกพื้นราบ ปักหมุด A B C ให้อยู่ในแนวเส้นตรงเดียวกัน ระยะ AB และ BC ประมาณ 20 ถึง 30 เมตร ตั้งกล้องที่ A วัดไป B และไป C จากนั้นย้ายกล้องไป B วัดไป C โดยใช้ปริซึมชุดเดียวกันตลอด แล้วคำนวณ

K = ระยะ AC ลบด้วย ผลรวมของระยะ AB กับ BC

ค่าที่ได้คือค่าคงที่รวมของชุดกล้องกับปริซึมชุดนั้น ควรวัดซ้ำอย่างน้อยสามรอบแล้วเฉลี่ย

เกณฑ์ยอมรับ: การกระจายของผลลัพธ์ควรอยู่ในช่วงความแม่นยำที่ผู้ผลิตประกาศสำหรับ EDM ซึ่งรุ่นงานก่อสร้างทั่วไปมักอยู่ราว 1 ถึง 3 มิลลิเมตร บวก 1 ถึง 3 ppm ส่วนรุ่นงานละเอียดจะอยู่ราว 0.6 ถึง 1.5 มิลลิเมตร บวก 1 ppm ถ้าค่าที่คำนวณได้ต่างจากค่าที่ผู้ผลิตประกาศเกินช่วงนี้ ถือว่าผิดปกติ

มาตรฐาน ISO 17123-5 กำหนดวิธีทดสอบภาคสนามสำหรับกล้องประมวลผลรวมไว้เป็นลำดับขั้นชัดเจน ทั้งจำนวนชุดการวัดและวิธีคำนวณค่าเบี่ยงเบนมาตรฐาน ทำให้ผลทดสอบแต่ละครั้งเทียบกันได้จริง ส่วนกรณีที่ต้องมีค่าอ้างอิงที่สอบกลับได้ไปแสดงกับผู้ว่าจ้าง ต้องใช้ห้องปฏิบัติการที่มีระบบคุณภาพตาม ISO/IEC 17025 ซึ่งจะออกใบรับรองพร้อมค่าความไม่แน่นอนของการวัดมาให้