Популялизация знаний на датчиках лазера

Когда работает датчик лазера, лазер, излучающий диод, сначала нацелен на цель и излучает лазерные импульсы. После того, как он отразился с целью, лазер разбросает во всех направлениях. Часть рассеянного света возвращается к приемнику датчика и получена оптической системой, прежде чем быть визуализированным на лавинный фотодиод. Авизоода -лавина - это оптический датчик с функцией внутренней усиления, которая может обнаружить чрезвычайно слабые оптические сигналы и преобразовать их в соответствующие электрические сигналы. Общий тип - это датчик лазерного диапазона, который измеряет целевое расстояние, записывая и обрабатывая время, которое он отнимает от выброса светового импульса до его возврата и приема. Лазерные датчики должны точно измерить время передачи, потому что скорость света слишком быстра.

Например, если скорость света составляет около 3 * 10 ^ 8 м/с, для достижения разрешения 1 мм, электронная схема датчика времени передачи датчика должна иметь возможность различать следующие чрезвычайно короткие периоды времени:

0,001 м/(3 * 10 ^ 8 м/с) = 3PS

Чтобы различить время 3PS, это высокое требование для электронных технологий, и стоимость реализации слишком высока. Но сегодняшние датчики лазерного диапазона умно избегают этого препятствия, используя простой статистический принцип, среднее правило, для достижения разрешения 1 мм и обеспечения скорости отклика.

Основная функция

Используя характеристики лазера, таких как высокая направленность, высокая монохромальность и высокая яркости, можно достичь измерения на длинных расстояниях без контакта. Лазерные датчики обычно используются для измерения физических величин, таких как длина, расстояние, вибрация, скорость и ориентация, а также для обнаружения дефектов и контроля загрязняющих веществ в атмосфере.

Лазерное дальности

Измерение точной длины является одной из ключевых технологий в промышленности точной механической промышленности и оптической обработки. Современное измерение длины в основном использует интерференционное явление световых волн, и его точность в основном зависит от монохроматичности света. Лазер является наиболее идеальным источником света, который в 100000 раз прочится, чем лучший монохроматический источник света в прошлом (лампа Krypton-86). Следовательно, измерение лазерной длины имеет большой диапазон и высокую точность. В соответствии с оптическими принципами, максимальная измеримая длина L и длина волны монохроматического света могут быть определены λ и шириной спектральной линии δ. Соотношение между ними составляет L = λ/Δ。 максимальная длина, которая может быть измерена с помощью Krypton 86 Lamp, составляет 38,5 сантиметров и для более длинных объектов, сегментированные измерения требуются для снижения точности. Если используется неоновый газовый лазер гелия, он может составлять до десятков километров. Как правило, измерение длины в нескольких метрах может достичь точности 0,1 микрометра.

Радар датчик

Его принцип такой же, как у радиолокатора. После того, как лазер направлен на цель и испускается, измеряется время его поездки в оба конца, а затем умножается на скорость света, чтобы получить расстояние в оба конца. Из-за преимуществ высокой направленности, высокой монохроматичности и высокой мощности лазеров они имеют решающее значение для измерения расстояния, определения ориентации целевого уровня, улучшения отношения сигнал / шум приемных систем и обеспечения точности измерения. Следовательно, лазерные дальности все чаще ценятся. Лидар, разработанный на основе лазерных диапазонов, может не только измерять расстояние, но и измерять целевую ориентацию, операционную скорость и ускорение. Он был успешно использован для эпохи и отслеживания искусственных спутников, таких как лидар с использованием рубинового лазера, с диапазоном в диапазоне 500-2000 километров и ошибкой всего в нескольких метрах. Не так давно были еще центры исследований и разработок, которые разработали датчики серии LDM, которые могут достичь точности на уровне микрометра в диапазоне измерений в несколько километров. Рубиновые лазеры, неодимийные стеклянные лазеры, лазеры углекислого гала и лазеры из арсенида галлия часто используются в качестве источников света для лазерных доля.

Измерение лазерной вибрации

Он измеряет скорость вибрации объектов на основе принципа допплера. Принцип допплера относится к принципу, что если наблюдатель источника волны или приема волны перемещается относительно среды распространяющейся волны, частота, измеренная наблюдателем, зависит не только от частоты вибрации, излучаемой источником волны, но и от величины и направления скорости движения источника волны или наблюдателя. Разница между измеренной частотой и частотой источника волны называется сдвигом частоты допплера. Когда направление вибрации согласуется с направлением, допплеровская частота сдвига fd = V/ λ ，, где V - скорость вибрации λ - длина волны. В приборе измерения скорости вибрации лазерной допплера, из-за обратной поездки света, FD = 2V/ λ。 Этот тип вибрационного измерителя преобразует вибрацию объекта в соответствующий сдвиг частоты допплера с помощью оптической детали во время измерения, а оптический дектор преобразует этот частотный сдвиг в электрический сигнал. После соответствующей обработки с помощью цепной части он отправляется в процессор доплеровского сигнала для преобразования сигнала сдвига частоты допплера в электрический сигнал, соответствующий скорости вибрации, и, наконец, записанный на магнитной ленте. Этот измеритель вибрации использует неоновый лазер гелия с длиной волны 6328 ангстрем (расширенный), использует акустоптический модулятор для оптической частотной модуляции, использует кварцевый кристаллический генератор и цепь усилителя мощного усилителя в качестве источника Acoustyptic модулятора, используя Photomultiplier Tube Tube для обнаружения Photelectric и использует A -частоту Dececter. И использует A -частоту DECTECTRER. И использует ASTOPRERER. Использует A -частоту. Его преимущества просты в использовании, не требуется в фиксированном эталонном раме, отсутствие влияния на вибрацию самого объекта, широкий диапазон частот измерения, высокую точность и большой динамический диапазон. Недостатком является то, что процесс измерения сильно влияет на другие бродячих света.

Лазерная велосиметрия

Это также метод лазерной велосиметрии, основанный на принципе Кеплера, и обычно используется в качестве лазерного велосиметра допплера (см. Лазерный расход). Он может измерять скорость воздушного потока ветряной туннели, скорость потока ракетного топлива, скорость воздушного потока самолета, скорость атмосферного ветра, размер частиц и скорость сходимости в химических реакциях.