Pengendalian dan Penggunaan Penderia Pengukuran Jarak Laser
1. Pembangunan penderia jarak laser masa transit
Penggunaan laser dalam bidang pengesanan adalah sangat luas, kandungan teknikalnya sangat kaya, dan kesan ke atas pengeluaran sosial dan kehidupan juga sangat jelas. Jarak laser adalah salah satu aplikasi laser terawal. Ini kerana laser mempunyai banyak kelebihan seperti arah yang kuat, kecerahan tinggi, dan monokromatik yang baik. Sebelum 1965, Kesatuan Soviet menggunakan laser untuk mengukur jarak antara bumi dan bulan (380'103km) dengan ralat hanya 250m. Pada tahun 1969, orang Amerika mendarat di bulan dengan pemantul belakang di bulan, dan juga menggunakan laser untuk mengukur jarak antara bumi dan bulan, dengan ralat hanya 15cm. Prinsip asas menggunakan masa penghantaran laser untuk mengukur jarak adalah untuk menentukan jarak sasaran dengan mengukur masa yang diperlukan untuk laser pergi dan balik. . Sekarang:. Walaupun julat laser masa transit mempunyai prinsip dan struktur yang mudah, ia digunakan terutamanya dalam penyelidikan ketenteraan dan saintifik pada masa lalu, tetapi ia jarang berlaku dalam automasi industri. Kerana harga penderia jarak laser terlalu tinggi, biasanya beberapa ribu dolar. Hampir semua pengguna industri sedang mencari penderia yang membolehkan pengesanan jarak yang tepat pada jarak yang lebih jauh. Kerana dalam banyak kes, pemasangan penderia pada jarak dekat akan dihadkan oleh lokasi fizikal dan persekitaran pengeluaran, penderia jarak laser masa transit hari ini akan menyelesaikan masalah bagi jurutera dalam keadaan sedemikian.
2. Prinsip kerja
Apabila penderia laser masa transit berfungsi, diod laser ditujukan kepada sasaran dan memancarkan denyutan laser. Selepas dipantulkan oleh sasaran, cahaya laser bertaburan ke semua arah. Sebahagian daripada cahaya yang bertaburan kembali ke penerima sensor, di mana ia ditangkap oleh sistem optik dan diimej ke fotodiod salji. Fotodiod avalanche ialah sensor optik dengan amplifikasi dalaman supaya ia boleh mengesan isyarat cahaya yang sangat samar. Jarak ke sasaran boleh ditentukan dengan merekod dan memproses masa berlalu dari masa nadi cahaya dihantar sehingga ia diterima semula. Masa Transit Penderia laser mesti menentukan masa transit dengan ketepatan yang melampau kerana kelajuan cahaya sangat pantas. Contohnya, kelajuan cahaya adalah kira-kira 3´108m/s, untuk mencapai resolusi 1mm, litar elektronik penderia julat masa transit mesti dapat membezakan masa yang sangat singkat berikut: 0.001m¸ (3´108m/s)=3ps Untuk membezakan masa 3ps, ini merupakan keperluan yang terlalu tinggi untuk teknologi elektronik dan kos pelaksanaannya terlalu tinggi. Tetapi sensor laser masa transit yang murah hari ini dengan kemas memintas halangan ini, menggunakan prinsip statistik mudah, peraturan purata, untuk mencapai resolusi 1 mm dan untuk menjamin tindak balas yang cepat.
3. Menyelesaikan masalah yang tidak dapat diselesaikan oleh teknologi lain
Penderia jarak laser masa transit boleh digunakan di tempat yang tidak boleh digunakan oleh teknologi lain. Sebagai contoh, penderia fotoelektrik biasa yang mengira cahaya yang dipantulkan daripada sasaran juga boleh melakukan sejumlah besar tugas pengesanan kedudukan ketepatan apabila sasaran berada sangat dekat. Walau bagaimanapun, apabila sasaran jauh atau warna sasaran berubah, adalah sukar untuk sensor fotoelektrik biasa untuk mengatasinya. Walaupun penderia penindasan hingar latar belakang lanjutan dan penderia triangulasi berfungsi dengan baik apabila warna sasaran berubah, prestasinya menjadi kurang boleh diramal apabila sudut sasaran tidak ditetapkan atau sasaran terlalu terang. Selain itu, penderia triangulasi biasanya mempunyai julat terhad kepada dalam 0.5m. Penderia ultrasonik juga sering digunakan untuk mengesan objek pada jarak yang lebih jauh walaupun, dan kerana ia bukan optik, ia tidak terjejas oleh perubahan warna. Walau bagaimanapun, penderia ultrasonik mengukur jarak berdasarkan kelajuan bunyi, jadi ia mempunyai beberapa kelemahan yang wujud dan tidak boleh digunakan dalam situasi berikut. ①Apabila sasaran yang hendak diukur tidak berserenjang dengan transduser sensor. Kerana sasaran pengesanan ultrasonik mestilah dalam sudut tidak lebih daripada 10 darjah dari azimut menegak penderia. ②Apabila diameter rasuk dikehendaki kecil. Kerana pancaran ultrasonik am adalah diameter 0.76cm apabila jaraknya 2m dari sensor. ③Kejadian di mana tompok cahaya yang boleh dilihat diperlukan untuk penentukuran kedudukan. ④ keadaan berangin. ⑤ majlis vakum. ⑥ Kejadian di mana kecerunan suhu adalah besar. Kerana dalam kes ini, kelajuan bunyi akan berubah. ⑦ Peristiwa yang memerlukan tindak balas yang cepat. Sensor jarak laser boleh menyelesaikan pengesanan semua kejadian di atas.
