Sissejuhatus kaugusmõõtjate tüüpidesse ja nende tööpõhimõtetesse
Levinud kaugusmõõdikud võib kauguse poolest jagada lühikese, keskmise ulatuse ja kõrguse kaugusmõõturiteks;
Kaugusmõõturite poolt kasutatavatest modulatsiooniobjektidest saab need jagada fotoelektrilisteks ja akustilisteks kaugusmõõturiteks.
Fotoelektriline kaugusmõõtur
Optoelektroonilised kaugusmõõdikud jagunevad kauguse määramise meetodite alusel kahte tüüpi: faasimeetodi kaugusmõõdikud ja impulsskaugusmõõdikud.
Impulsskaugusmõõtur on seade, mis kasutab sihtobjektilt kiiratavat valguskiirt, et mõõta aega, mis kulub sihtobjektil valguse tagasipeegeldumiseks, arvutades seeläbi instrumendi ja sihtobjekti vahelise kauguse. Laseri hea suunatavuse ja ühe lainepikkuse tõttu kasutatakse seda üldiselt optoelektroonilistes kaugusmõõturites modulatsiooniobjektina. Seetõttu tuntakse impulsskaugusmõõdikuid üldiselt laserkaugusmõõturitena.
Pulssmeetodil töötavad laserkaugusmõõturid võimaldavad saavutada laiemat ulatust ja neid saab kasutada sise- ja välismõõtmisteks. Tüüpiline ulatus on 3,5–2000 meetrit, samas kui suure ulatusega laserkaugusmõõturid võivad ulatuda kuni 5000 meetrini. Sõjalisel otstarbel kasutatavad laserkaugusmõõturid võivad ulatuda veelgi suurematele ulatustele. Tänu võimalusele mõõta kaugeid sihtmärke on laserkaugusmõõturitel üldiselt teleskoopsüsteem, mida tuntakse ka laserkaugusmõõtja teleskoobina, et kasutaja kaugussihtmärki visuaalselt jälgida. Joonis 1 on tüüpiline kolmetorulise laserkaugusmõõtja teleskoobi diagramm.
Laserkaugusmõõtjate täpsus sõltub peamiselt laserkiirguse ja vastuvõtu vahelise aja mõõtmise täpsusest. Vastavalt kasutatavale tehnoloogiale ja rakendussituatsioonile saab laserkaugusmõõtjad jagada tavalisteks umbes 1-meetrise täpsusega laserkaugusmõõturiteks (kasutatakse peamiselt välispordis, jahil jm) ja ülitäpseteks laserkaugusmõõturiteks, mida kasutatakse maamõõtmisel, maamõõtmisel, ehitus, insenerirakendused, sõjalised ja muud kõrgete täpsusnõuetega juhtumid.
Faasimeetodi kaugusmõõtja on kaugusmõõtur, mis moduleerib laseri faasi ja saab kauguse, mõõtes peegeldunud laseri faasierinevust. Peegeldunud laseri faasi tuvastamise vajaduse tõttu on vaja vastu võtta tugeva intensiivsusega signaal. Arvestades inimsilma ohutust, ei saa impulsslaser-kaugusmõõtjat kasutada teleskoopsüsteemina ning ulatus on väike. Tüüpiline ulatus on 0,5 mm kuni 150 meetrit. Üldiselt kasutab faasilaseri kaugusmõõtur silumisobjektina 635 nanomeetrist (visuaalselt punast) laserit, mida tuntakse ka infrapuna kaugusmõõtjana. Kuid laseri määratlust ei määratle värv. Kui 635 nanomeetrine laserkaugusmõõtja kiiritatakse otse inimsilma, põhjustab see pöördumatuid kahjustusi. Lugejatel soovitatakse seda õigesti kasutada ja kaitsta.
Akustiline kaugusmõõtur
Akustiline kauguse mõõtmine on instrument, mis kasutab mõõtmiseks helilainete peegeldusomadusi. Üldiselt kasutatakse ultrahelilaineid modulatsiooniobjektidena, see tähendab ultraheli kaugusmõõturitena. Ultrahelisaatja kiirgab ultrahelilaineid kindlas suunas ja alustab samal ajal ajastust. Ultrahelilained levivad õhus ja naasevad takistustega kokku puutudes kohe. Ultraheli vastuvõtja katkestab peegeldunud lainete vastuvõtmisel koheselt ajastuse. Pidevalt tuvastades pärast lainekiirgust takistustelt peegelduvat kaja, mõõdetakse ultrahelilainete edastamise ja vastuvõtvate kajade ajavahe T ning seejärel arvutatakse kaugus L.
Temperatuuri, niiskuse, õhurõhu ja muude tegurite olulise mõju tõttu ultrahelilainete levimiskiirusele õhus on mõõtmisvead suured. Lisaks on ultrahelilainete pikema lainepikkuse tõttu levimiskaugus lühem, mille tulemuseks on üldiste ultraheli kaugusmõõturite madalam mõõtmistäpsus. Ultraheli lehvikukujulise levimise tõttu on selle tuvastusulatus siiski suurem kui fotoelektriliste kaugusmõõtjate oma ning seda kasutatakse laialdaselt praktilises inseneritöös, nagu ohutuskaitse, kaabli kõrguse mõõtmine ja takistuste tuvastamine.
