Profesinės žinios

Atstumo matavimas lazeriu

2021-11-01
Lazerinis atstumo matavimas matuojamas naudojant lazerį kaip šviesos šaltinį.Jis skirstomas įnuolatinis lazerisirimpulsinis lazerispagal lazerio veikimo režimą. Dujų lazeriai, tokie kaip helio-neono, argono jonų, kriptono kadmio ir kt., veikia nepertraukiamo išėjimo būsenoje faziniam lazerio diapazonui, dvigubas heterogeninis GaAs puslaidininkinis lazeris infraraudonųjų spindulių diapazonui; kietasis lazeris, pvz., rubinas, neodimio stiklas, skirtas impulsiniam lazeriniam nuotoliui nustatyti. Lazerinis nuotolio ieškiklis dėl geros monochromijos savybių ir stiprios lazerio orientacijos bei puslaidininkių elektroninių linijų integracijos, palyginti su fotoelektriniu tolimačiu, gali dirbti ne tik dieną. ir naktį, bet taip pat pagerina nuotolio ieškiklio tikslumą.

Lazerinis nuotolio ieškiklis yra instrumentas, kuris naudojalazeristiksliai išmatuoti atstumą iki taikinio (taip pat žinomas kaip lazerinis nuotolio ieškiklis). Kai veikia lazerinis nuotolio ieškiklis, jis į taikinį skleidžia labai ploną lazerio spindulį, o fotoelektrinis elementas priima taikinio atspindėtą lazerio spindulį. Laikmatis matuoja laiką nuo lazerio spindulio perdavimo iki gavimo ir apskaičiuoja atstumą nuo stebėtojo iki taikinio.
Jei lazeris skleidžiamas nuolat, matavimo diapazonas gali siekti apie 40 km, o operacija gali būti atliekama dieną ir naktį. Jei lazeris yra impulsinis, absoliutus tikslumas paprastai yra mažas, tačiau jis gali pasiekti gerą santykinį tolimojo matavimo tikslumą.
Pirmąjį pasaulyje lazerį 1960 m. sukūrė Hughes Aircraft Company mokslininkas Maymanas. Netrukus JAV kariuomenė šiuo pagrindu atliko karinių lazerinių prietaisų tyrimus. 1961 metais pirmasis karinis lazerinis nuotolio ieškiklis išlaikė demonstracinį JAV kariuomenės testą. Po to lazerinis nuotolio ieškiklis netrukus pateko į praktinį konsorciumą.
Lazerinio nuotolio ieškiklio pranašumai yra lengvas, mažas tūris, paprastas valdymas, greitas ir tikslus greitis, o jo paklaida yra tik nuo penktadalio iki šimtosios dalies kitų optinių tolimačių. Todėl jis plačiai naudojamas topografiniams tyrimams, mūšio lauko tyrimams, tankų, orlaivių, laivų ir artilerijos taikiniams bei debesų, orlaivių, raketų ir dirbtinių palydovų aukščio matavimams. Tai svarbi techninė įranga tankų, orlaivių, laivų ir artilerijos tikslumui gerinti.
Kadangi lazerinio nuotolio ieškiklio kaina ir toliau mažėja, pramonė palaipsniui pradėjo naudoti lazerinį tolimatį. Namuose ir užsienyje atsirado daug naujų mikro nuotolio ieškiklių, pasižyminčių greito nuotolio nustatymo, mažo tūrio ir patikimo veikimo privalumais, kurie gali būti plačiai naudojami pramoniniuose matavimuose ir valdyme, kasyklose, uostuose ir kitose srityse.

Lazerinis nuotolio ieškiklis paprastai naudoja du atstumus matuoti: impulsų metodą ir fazės metodą. Impulsinio nuotolio nustatymo procesas yra toks: nuotolio ieškiklio skleidžiamas lazeris atsispindi išmatuotame objekte, o tada jį priima nuotolio ieškiklis. Tolimatis tuo pačiu metu įrašo lazerio kelionės pirmyn ir atgal laiką. Pusė šviesos greičio ir kelionės pirmyn ir atgal laiko sandaugos yra atstumas tarp tolimačio ir išmatuoto objekto. Atstumo matavimo impulsų metodu tikslumas paprastai yra apie +/-10 cm. Be to, tokio tipo nuotolio ieškiklio matavimo akloji sritis paprastai yra apie 1 m.
Lazerinis diapazono nustatymas yra šviesos bangų diapazono nustatymo metodas. Jei šviesa ore sklinda C greičiu, o laikas, reikalingas kelionei pirmyn ir atgal tarp taškų a ir B yra t, atstumas d tarp taškų a ir B gali būti išreikštas taip.
D=ct/2
Kur:
D – atstumas tarp stočių a ir B;
C - greitis;
T – laikas, reikalingas vienam šviesos a ir B kelionei pirmyn ir atgal.
Iš aukščiau pateiktos formulės matyti, kad išmatuoti atstumą a ir B iš tikrųjų reiškia išmatuoti šviesos sklidimo trukmę T. pagal skirtingus matavimo laiko metodus lazerinis tolimatis paprastai gali būti suskirstytas į impulsinį ir fazės tipą. Tipiški yra laukinio pasaulio di-3000 ir realaus pasaulio ldm30x.
Reikėtų pažymėti, kad fazės matavimas matuoja ne infraraudonųjų spindulių ar lazerio fazę, o signalo fazę, moduliuotą infraraudonaisiais spinduliais arba lazeriu. Statybų pramonėje yra rankinis lazerinis tolimatis, kuris naudojamas namo matavimams, ir jo veikimo principas toks pat.

Paprastai, norint tiksliai nustatyti diapazoną, reikia bendradarbiauti su visuminio atspindžio prizme, o namo matavimui naudojamas nuotolio ieškiklis yra tiesiogiai matuojamas lygios sienos atspindžiu, daugiausia dėl to, kad atstumas yra gana arti, o šviesos atspindimo signalo intensyvumas yra pakankamai didelis. Iš to galime žinoti, kad jis turi būti vertikalus, kitaip grįžtamasis signalas yra per silpnas, kad būtų galima nustatyti tikslų atstumą.
Paprastai tai įmanoma. Praktinėje inžinerijoje plona plastikinė plokštė bus naudojama kaip atspindintis paviršius, siekiant išspręsti rimtą difuzinio atspindžio problemą.
Lazerinio nuotolio ieškiklio tikslumas gali siekti 1 mm paklaidą, o tai tinka įvairiems didelio tikslumo matavimo tikslams.
We use cookies to offer you a better browsing experience, analyze site traffic and personalize content. By using this site, you agree to our use of cookies. Privacy Policy
Reject Accept