레이저 범위의 센서에 대한 지식의 대중화

레이저 범위의 센서가 작동 할 때, 레이저 방출 다이오드는 먼저 대상을 대상으로하고 레이저 펄스를 방출합니다. 대상에 의해 반영된 후, 레이저는 모든 방향으로 흩어집니다. 산란 된 빛의 일부는 센서 수신기로 돌아오고 광학 시스템에 의해 수신되기 전에 눈사태 포토 다이오드에 이미지화됩니다. 눈사태 포토 디오드는 내부 증폭 기능이있는 광학 센서로, 극도로 약한 광 신호를 감지하여 해당 전기 신호로 변환 할 수 있습니다. 공통 유형은 레이저 범위의 센서로, 광 펄스 방출에서 수익 및 수신까지의 시간을 기록하고 처리하여 목표 거리를 측정합니다. 레이저 센서는 빛의 속도가 너무 빠르기 때문에 전송 시간을 정확하게 측정해야합니다.

예를 들어, 빛의 속도가 약 3 * 10 ^ 8m/s 인 경우 1mm의 해상도를 달성하기 위해 변속기 시간 범위의 전자 회로는 다음과 같은 매우 짧은 시간을 구별 할 수 있어야합니다.

0.001m/(3 * 10 ^ 8m/s) = 3ps

3PS 시간을 구별하기 위해, 이것은 전자 기술에 대한 높은 요구 사항이며 구현 비용이 너무 높습니다. 그러나 오늘날의 레이저 범위의 센서는 단순한 통계 원칙 인 평균 규칙을 사용하여 1mm의 해상도를 달성하고 응답 속도를 보장하는이 장애물을 영리하게 피합니다.

주요 기능

높은 방향성, 높은 단색 성 및 높은 밝기와 같은 레이저의 특성을 활용함으로써 비접촉 장거리 측정이 달성 될 수 있습니다. 레이저 센서는 일반적으로 길이, 거리, 진동, 속도 및 방향과 같은 물리적 수량을 측정하고 결함을 감지하고 대기 오염 물질을 모니터링하는 데 사용됩니다.

레이저 범위

정밀 길이 측정은 정밀 기계 제조 산업 및 광학 처리 산업의 주요 기술 중 하나입니다. 현대 길이 측정은 주로 광파의 간섭 현상을 사용하며 정확도는 주로 빛의 단색성에 달려 있습니다. 레이저는 가장 이상적인 광원이며 과거 최고의 단색 광원보다 10 만 배 더 순수합니다 (Krypton-86 Lamp). 따라서 레이저 길이 측정의 범위와 정확도가 높습니다. 광학 원리에 따르면, 최대 측정 가능한 길이 L 및 단색 광의 파장은 결정될 수 있으며, 스펙트럼 라인 너비 δ 이들 사이의 관계는 L = λ/δ。 Krypton 86 램프로 측정 할 수있는 최대 길이는 38.5 센티미터이며, 더 긴 물체의 경우, 세그먼트 측정은 정확도를 감소시키는 데 필요합니다. 헬륨 네온 가스 레이저를 사용하는 경우 최대 수십 킬로미터를 측정 할 수 있습니다. 일반적으로 몇 미터 이내에 길이를 측정하면 0.1 마이크로 미터의 정확도를 달성 할 수 있습니다.

레이더 센서 범위

그것의 원리는 라디오 레이더의 원리와 동일합니다. 레이저가 대상을 목표로하고 방출 한 후, 왕복 시간을 측정 한 다음 광의 속도를 곱하여 왕복 거리를 얻습니다. 높은 방향성, 높은 단색 성 및 레이저의 높은 전력의 장점으로 인해 거리 측정 거리를 측정하고, 목표 방향을 결정하고, 수신 시스템의 신호 대 잡음비 개선 및 측정 정확도를 보장하는 데 중요합니다. 따라서 레이저 레인지 (Laser Rangefinders)는 점점 더 가치가 있습니다. 레이저 레인지 핀더를 기준으로 개발 된 LIDAR는 거리를 측정 할뿐만 아니라 목표 방향, 작동 속도 및 가속도를 측정 할 수 있습니다. 루비 레이저를 사용하는 LIDAR와 같은 인공 위성의 범위 및 추적에 성공적으로 사용되었습니다. 얼마 전, LDM 시리즈 범위 센서를 개발 한 연구 및 개발 센터가 여전히 있었는데, 이는 몇 킬로미터의 측정 범위 내에서 마이크로 미터 수준에서 정확도를 달성 할 수 있습니다. 루비 레이저, 네오디뮴 유리 레이저, 이산화탄소 레이저 및 갈륨 아르 세나이드 레이저는 종종 레이저 범위 핀더의 광원으로 사용됩니다.

레이저 진동 측정

도플러 원리에 따라 물체의 진동 속도를 측정합니다. 도플러 원리는 파동 소스의 관찰자 또는 파도를 수신하는 파도의 관찰자가 전파 파의 매체에 비해 움직이면 관찰자에 의해 측정 된 주파수는 파도원에 의해 방출되는 진동 주파수뿐만 아니라 파동 소스 또는 관측자의 운동 속도의 크기 및 방향에 의존한다는 원리를 나타냅니다. 측정 된 주파수와 웨이브 소스의 주파수의 차이를 도플러 주파수 이동이라고합니다. 진동 방향이 방향과 일치 할 때, 도플러 주파수 이동 FD = v/ λ, 여기서 V는 진동 속도 λ가 파장이다. 레이저 도플러 진동 속도 측정 기기에서, 빛의 왕복으로 인해, FD = 2V/ λ。이 유형의 진동 미터는 객체의 진동을 측정 동안 광학 부품에 의해 상응하는 도플러 주파수 이동으로 변환하고, 광학 감지기는이 주파수 이동을 전기 신호로 변환한다. 회로 부품에 의한 적절한 처리 후, 도플러 신호 프로세서로 전송되어 도플러 주파수 시프트 신호를 진동 속도에 해당하는 전기 신호로 변환하고 마지막으로 자기 테이프에 기록된다. 이 진동 미터는 6328 앙스트롬 (확장)의 파장을 갖는 헬륨 네온 레이저를 사용하고, 광학 주파수 변조를위한 음향 조절기를 사용하고, 쿼츠 크리스탈 오실레이터와 전력 증폭기 회로를 사용하여, 음향 투극 변조기의 구동 원으로서, 광전자 검출에 대한 광자형 튜브를 사용하고, Propertic Electler To Process Dopply의 Propertler To Process Dopply를 사용합니다. 그것의 장점은 사용하기 쉽고, 고정 참조 프레임이 필요 없으며, 물체 자체의 진동에 영향을 미치지 않음, 넓은 측정 주파수 범위, 높은 정확도 및 큰 동적 범위입니다. 단점은 측정 프로세스가 다른 길 잃은 빛의 영향을 크게 받는다는 것입니다.

레이저 속도 측정법

또한 Kepler 원리를 기반으로 한 레이저 속도 측정법이며 일반적으로 레이저 도플러 속도 (레이저 유량계 참조)로 사용됩니다. 화학 반응에서 풍동 공기 흐름 속도, 로켓 연료 유속, 항공기 제트기 공기 흐름 속도, 대기 풍속, 입자 크기 및 수렴 속도를 측정 할 수 있습니다.