激�傳感�是利用激光技�(shù)�(jìn)行測(cè)量的傳感�。它�激光器�激光檢�(cè)器和�(cè)量電路組成。激光傳感器是新型測(cè)�?jī)x�,它的優(yōu)�(diǎn)是能�(shí)�(xiàn)�(wú)接觸�(yuǎn)距離�(cè)�,速度�,精度高,量程大,抗�、電干擾能力�(qiáng)��
激光測(cè)距傳感器先由激光二極管�(duì)�(zhǔn)目標(biāo)�(fā)射激光脈�。經(jīng)目標(biāo)反射后激光向各方向散�。部分散射光返回到傳感器接收�,被光學(xué)系統(tǒng)接收后成像到雪崩光電二極管上。雪崩光電二極管是一種內(nèi)部具有放大功能的光學(xué)傳感�,因此它能檢�(cè)極其微弱的光信號(hào)。記錄并處理從光脈沖�(fā)出到返回被接收所�(jīng)歷的�(shí)間,即可�(cè)定目�(biāo)距離�
激光傳感器必須極其精確地測(cè)定傳輸時(shí)�,因?yàn)楣馑偬�?/FONT>
�,光速約�3X10^8m/s,要想使分辨率達(dá)�1mm,則�(cè)距傳感器的電子電路必須能分辨出以下極短的�(shí)間:
0.001m(3X10^8m/s)=3ps
要分辨出3ps的時(shí)�,這是�(duì)電子技�(shù)提出的過(guò)高要求,�(shí)�(xiàn)起來(lái)造價(jià)太高�
但是如今的激光傳感器巧妙地避�(kāi)了這一障礙,利用一種簡(jiǎn)單的�(tǒng)�(jì)�(xué)原理,即平均法則�(shí)�(xiàn)�1mm的分辨率,并且能保證響應(yīng)速度�
�(yuǎn)距離激光測(cè)距儀在工作時(shí)向目�(biāo)射出一束很�(xì)的激�,由光電元件接收目標(biāo)反射的激光束,計(jì)�(shí)器測(cè)定激光束從發(fā)射到接收的時(shí)�,計(jì)算出從觀�(cè)者到目標(biāo)的距�;LED白光�(cè)速儀成像在儀表內(nèi)部集成電路芯片CCD上,CCD芯片性能�(wěn)�,工作壽命長(zhǎng),且基本不受工作�(huán)境和溫度的影�。因此,LED白光�(cè)速儀�(cè)量精度有保證,性能�(wěn)定可��
利用激光的高方向�、高單色性和高亮度等特點(diǎn)可實(shí)�(xiàn)�(wú)接觸�(yuǎn)距離�(cè)�。激光傳感器常用于長(zhǎng)�、距�、振�(dòng)、速度、方位等物理量的�(cè)�,還可用于探傷和大氣污染物的�(jiān)�(cè)��
激光測(cè)�(zhǎng)
精密�(cè)量長(zhǎng)度是精密�(jī)械制造工�(yè)和光�(xué)加工工業(yè)的關(guān)鍵技�(shù)之一?,F(xiàn)代長(zhǎng)度計(jì)量多是利用光波的干涉�(xiàn)象來(lái)�(jìn)行的,其精度主要取決于光的單色性的好壞。激光是最理想的光�,它比以往的單色光源(�-86燈)還純10�(wàn)�。因此激光測(cè)�(zhǎng)的量程大、精度高。由光學(xué)原理可知單色光的可測(cè)�(zhǎng)� L與波�(zhǎng)λ和譜線寬度δ之間的�(guān)系是L=λ/δ。用氪-86燈可�(cè)�(zhǎng)度為38.5厘米,對(duì)于較�(zhǎng)物體就需分段�(cè)量而使精度降低。若用氦氖氣體激光器,則可測(cè)幾十公里。一般測(cè)量數(shù)米之�(nèi)的長(zhǎng)�,其精度可達(dá)0.1微米�
激光測(cè)�
它的原理與無(wú)線電雷達(dá)相同,將激光對(duì)�(zhǔn)目標(biāo)�(fā)射出去后,測(cè)量它的往返時(shí)�,再乘以光速即得到往返距�。由于激光具有高方向性、高單色性和高功率等�(yōu)�(diǎn),這些�(duì)于測(cè)�(yuǎn)距離、判定目�(biāo)方位、提高接收系�(tǒng)的信噪比、保證測(cè)量精度等都是很關(guān)鍵的,因此激光測(cè)距儀日益受到重視。在激光測(cè)距儀基礎(chǔ)上發(fā)展起�(lái)的激光雷�(dá)不僅能測(cè)�,而且還可以測(cè)目標(biāo)方位、運(yùn)�(yùn)速度和加速度�,已成功地用于人造衛(wèi)星的�(cè)距和跟蹤,例如采用紅寶石激光器的激光雷�(dá),測(cè)距范圍為500�2000公里,誤差僅幾�。目前常采用紅寶石激光器、釹玻璃激光器、二氧化碳激光器以及砷化鎵激光器作為激光測(cè)距儀的光��
激光測(cè)�
它基于多普勒原理�(cè)量物體的振動(dòng)速度。多普勒原理是指:若波源或接收波的觀察者相�(duì)于傳播波的媒�(zhì)而運(yùn)�(dòng),那么觀察者所�(cè)到的頻率不僅取決于波源發(fā)出的振動(dòng)頻率而且還取決于波源或觀察者的�(yùn)�(dòng)速度的大小和方向。所�(cè)頻率與波源的頻率之差�(chēng)為多普勒頻移。在振動(dòng)方向與方向一致時(shí)多普頻移 fd=v/λ,式中v 為振�(dòng)速度、λ為波長(zhǎng)。在激光多普勒振動(dòng)速度�(cè)�?jī)x�,由于光往返的原因,fd =2v/λ。這種�(cè)振儀在測(cè)量時(shí)由光�(xué)部分將物體的振動(dòng)�(zhuǎn)換為相應(yīng)的多普勒頻移,并由光檢�(cè)器將此頻移轉(zhuǎn)換為電信�(hào),再由電路部分作適�(dāng)處理后送往多普勒信�(hào)處理器將多普勒頻移信�(hào)變換為與振動(dòng)速度相對(duì)�(yīng)的電信號(hào),記錄于磁帶。這種�(cè)振儀采用波長(zhǎng)�6328�(�)的氦氖激光器,用聲光�(diào)制器�(jìn)行光頻調(diào)�,用石英晶體振蕩器加功率放大電路作為聲光�(diào)制器的驅(qū)�(dòng)�,用光電倍增管�(jìn)行光電檢�(cè),用頻率跟蹤器來(lái)處理多普勒信�(hào)。它的優(yōu)�(diǎn)是使用方�,不需要固定參考系,不影響物體本身的振動(dòng),�(cè)量頻率范圍寬、精度高、動(dòng)�(tài)范圍�。缺�(diǎn)是測(cè)量過(guò)程受其他雜散光的影響較大�
激光測(cè)�
它也是基多普勒原理的一種激光測(cè)速方�,用得較多的是激光多普勒流速計(jì)(�(jiàn)激光流量計(jì)),它可以測(cè)量風(fēng)洞氣流速度、火箭燃料流速、飛行器噴射氣流流�、大氣風(fēng)速和化學(xué)反應(yīng)中粒子的大小及匯聚速度��
美國(guó)LMI技�(shù)公司推出了一種經(jīng)�(guò)改�(jìn)的用�(lái)�(cè)定玻璃厚度和外形的新型激光傳感器。這種傳感器所有的軟件功能都在傳感頭內(nèi)部實(shí)�(xiàn),無(wú)需單獨(dú)的控制器,從而減少了儀器運(yùn)作的�(fèi)�。該公司的FDAII�(jí)可視玻璃厚度傳感器,采用了激光三角測(cè)量網(wǎng)并以高達(dá)每秒2000�(gè)讀�(shù)的速度�(cè)量厚�(dá)1.5mm的玻璃板,以及厚�(dá)3.0mm的其它平板玻�。此種傳感器�(duì)于厚度與距離的在�/離線�(cè)量而言,是理想�。無(wú)論是固定的位�,還是掃描的�(jī)�(gòu),都可以在�(zhì)量控制環(huán)境中提供可靠�、可再現(xiàn)的結(jié)果。入射距離為28mm,�(cè)量范圍為4.0mm�
為了提高效率,數(shù)�(jù)收集與控制軟件功能被融合在傳感頭�(nèi)。GTS2型傳感器以與垂線�49度角的方式向待測(cè)的玻璃發(fā)出一束激�。使用一只探頭,入射激光光線的單線從玻璃的兩�(gè)表面反射,然后投射回到傳感器的探�,給出厚度數(shù)�(jù)。除了可以得出厚度數(shù)�(jù),GTS2還測(cè)量達(dá)到玻璃上表面的距�。這就能夠?qū)Ρ粶y(cè)表面的位置�(jìn)行始終如一的精確測(cè)�,使測(cè)量厚度好�0.00005折射反復(fù)性成為可�。精度為±1.0μm。厚度的單面�(cè)量簡(jiǎn)化了�(zhí)行程�,因?yàn)橹恍枰粋�(gè)傳感��
傳感器采用電器耦合器件單線排列�(lái)�(jì)算投射的上表面與下表面反射之間的距離。用CCD(電器耦合器件)技�(shù),成像可以被�(guò)濾或得以�(jìn)行其它處�,對(duì)兩�(gè)表面反射的重心�(jìn)行精確定�。CCD技�(shù)還可以除去難于測(cè)量的玻璃�(yīng)用中常見(jiàn)的有害的多點(diǎn)、反射和其它的雜��