Laserkauguse mõõtmise andurite töö ja kasutamine
1. Transiidiaja laserkaugusandurite väljatöötamine
Laseri kasutamine tuvastusvaldkonnas on väga ulatuslik, tehniline sisu on väga rikkalik ning mõju sotsiaalsele tootmisele ja elule on samuti väga ilmne. Laserkauguse määramine on laserite üks varasemaid rakendusi. Seda seetõttu, et laseril on palju eeliseid, nagu tugev suund, kõrge heledus ja hea monokromaatilisus. Enne 1965. aastat kasutas Nõukogude Liit laserit Maa ja Kuu vahelise kauguse (380 × 103 km) mõõtmiseks ainult 250-meetrise veaga. 1969. aastal maandusid ameeriklased Kuul tagumise reflektoriga Kuul ning mõõtsid laseritega ka Maa ja Kuu kaugust, veaga vaid 15cm. Laseri edastusaja kasutamise põhiprintsiip kauguse mõõtmiseks on sihtkauguse määramine, mõõtes aega, mis kulub laseri edasi-tagasi liikumiseks. . Praegu:. Kuigi transiidiaja laserkauguse määramisel on lihtne põhimõte ja struktuur, kasutati seda varem peamiselt sõjalistes ja teaduslikes uuringutes, kuid tööstusautomaatikas on see haruldane. Kuna laserkaugusanduri hind on liiga kõrge, tavaliselt mitu tuhat dollarit. Peaaegu kõik tööstuskasutajad otsivad andurit, mis võimaldab täpset kauguse tuvastamist pikema vahemaa tagant. Kuna paljudel juhtudel piirab andurite paigaldamist lähedalt füüsiline asukoht ja tootmiskeskkond, lahendab tänapäevane transiidiaja laserkaugusandur sellistel juhtudel inseneride probleemi.
2. Tööpõhimõte
Kui ülekandeaja lasersensor töötab, on laserdiood suunatud sihtmärgile ja kiirgab laserimpulsse. Pärast sihtmärgi peegeldumist hajub laservalgus igas suunas. Osa hajutatud valgusest naaseb anduri vastuvõtjasse, kus optiline süsteem püüab selle kinni ja pildistab laviini fotodioodi. Laviinifotodiood on sisemise võimendusega optiline andur, mis võimaldab tuvastada väga nõrku valgussignaale. Kaugus sihtmärgini saab määrata, salvestades ja töödeldes aega, mis kulus valgusimpulsi saatmisest kuni selle tagasisaamiseni. Transiidiaeg Laserandurid peavad määrama transiidiaja äärmise täpsusega, kuna valguse kiirus on nii kiire. Näiteks valguse kiirus on umbes 3´108m/s, 1 mm eraldusvõime saavutamiseks peab transiidiaja mõõtmise anduri elektrooniline lülitus suutma eristada järgmisi äärmiselt lühikesi aegu: 0,001m¸ (3´108m/s)=3ps Et eristada aega 3ps, on see elektroonikatehnoloogia jaoks ülimalt suur nõue ja juurutamise kulud on liiga suured. Kuid tänapäeva odavad transiitaja laserandurid mööduvad sellest takistusest kenasti, kasutades lihtsat statistilist põhimõtet, keskmist reeglit, et saavutada 1 mm eraldusvõime ja tagada kiire reageerimine.
3. Lahendage probleeme, mida ei saa lahendada teiste tehnoloogiatega
Transiidiaja laserkaugusandureid saab kasutada seal, kus muud tehnoloogiad ei saa. Näiteks tavaline fotoandur, mis loendab sihtmärgilt peegelduvat valgust, suudab täita ka paljusid täpseid asukoha tuvastamise ülesandeid, kui sihtmärk on väga lähedal. Kui aga sihtmärk on kaugel või sihtmärgi värv muutub, on tavalistel fotoelektrilistel anduritel raske hakkama saada. Kuigi täiustatud taustamüra summutamise andurid ja triangulatsiooniandurid töötavad hästi, kui sihtmärgi värv muutub, muutub nende jõudlus vähem prognoositavaks, kui sihtnurk pole fikseeritud või sihtmärk on liiga hele. Lisaks on triangulatsiooniandurite tööulatus tavaliselt piiratud täpsusega 0,5 m. Ultraheliandureid kasutatakse sageli ka kaugemal asuvate objektide tuvastamiseks ja kuna need ei ole optilised, ei mõjuta värvimuutused neid. Ultraheliandurid mõõdavad aga kaugust helikiiruse alusel, seega on neil omad puudused ja neid ei saa kasutada järgmistes olukordades. ①Kui mõõdetav sihtmärk ei ole anduri anduriga risti. Kuna ultrahelituvastuse sihtmärk peab olema anduri vertikaalasimuti suhtes kuni 10 kraadise nurga all. ②Kui tala läbimõõt peab olema väike. Kuna üldise ultrahelikiire läbimõõt on 0,76 cm, kui see on andurist 2 m kaugusel. ③Juhud, kus positsiooni kalibreerimiseks on vaja nähtavaid valguspunkte. ④ tuulistel juhtudel. ⑤ vaakum korda. ⑥ Olukorrad, kus temperatuurigradient on suur. Sest sel juhul heli kiirus muutub. ⑦ Juhtumid, mis nõuavad kiiret reageerimist. Laserkaugusandur suudab lahendada kõigi ülaltoodud juhtumite tuvastamise.
