De werking en het gebruik van laserafstandssensoren
1. Ontwikkeling van laserafstandssensoren voor de tijd van doorgang
De toepassing van laser op detectiegebied is zeer uitgebreid, de technische inhoud is zeer rijk en de impact op de sociale productie en het leven is ook zeer duidelijk. Laserbereik is een van de eerste toepassingen van lasers. Dit komt omdat de laser veel voordelen heeft, zoals een sterke gerichtheid, hoge helderheid en goede monochromaticiteit. Vóór 1965 gebruikte de Sovjet-Unie laser om de afstand tussen de aarde en de maan (380'103 km) te meten met een fout van slechts 250 meter. In 1969 landden de Amerikanen op de maan met een achterreflector op de maan, en gebruikten ze ook lasers om de afstand tussen de aarde en de maan te meten, met een fout van slechts 15 cm. Het basisprincipe van het gebruik van lasertransmissietijd om afstanden te meten, is het bepalen van de doelafstand door de tijd te meten die de laser nodig heeft om heen en weer te gaan. . Direct:. Hoewel time-of-transit-laserbereik een eenvoudig principe en structuur heeft, werd het in het verleden voornamelijk gebruikt in militair en wetenschappelijk onderzoek, maar komt het zelden voor in de industriële automatisering. Omdat de prijs van de laserbereiksensor te hoog is, doorgaans enkele duizenden dollars. Vrijwel alle industriële gebruikers zijn op zoek naar een sensor die nauwkeurige afstandsdetectie over langere afstanden mogelijk maakt. Omdat in veel gevallen het installeren van sensoren op korte afstand beperkt zal zijn door de fysieke locatie en productieomgeving, zal de huidige transittijdlaserafstandssensor het probleem voor ingenieurs in dergelijke gevallen oplossen.
2. Werkingsprincipe
Wanneer de time-of-transit-lasersensor werkt, wordt de laserdiode op het doel gericht en zendt laserpulsen uit. Nadat het door het doel is gereflecteerd, verstrooit het laserlicht in alle richtingen. Een deel van het verstrooide licht keert terug naar de sensorontvanger, waar het wordt opgevangen door het optische systeem en afgebeeld op de lawinefotodiode. Een lawinefotodiode is een optische sensor met interne versterking waardoor deze extreem zwakke lichtsignalen kan detecteren. De afstand tot het doel kan worden bepaald door het registreren en verwerken van de tijd die is verstreken vanaf het moment dat de lichtpuls wordt verzonden totdat deze wordt teruggevonden. Transittijd Lasersensoren moeten de transittijd met uiterste precisie bepalen omdat de lichtsnelheid zo hoog is. De snelheid van het licht is bijvoorbeeld ongeveer 3´108m/s. Om een resolutie van 1 mm te bereiken, moet het elektronische circuit van de transittijdsensor de volgende extreem korte tijd kunnen onderscheiden: 0,001 m¸ (3'108 m/s)=3ps Om de tijd van 3ps te onderscheiden is dit een exorbitante vereiste voor elektronische technologie, en de implementatiekosten zijn te hoog. Maar de huidige goedkope transittijdlasersensoren omzeilen dit obstakel keurig, gebruikmakend van een eenvoudig statistisch principe, de gemiddelde regel, om een resolutie van 1 mm te bereiken en een snelle respons te garanderen.
3. Los problemen op die niet door andere technologieën kunnen worden opgelost
Laserafstandssensoren met tijd-van-transit kunnen worden gebruikt waar andere technologieën dat niet kunnen. Een gewone foto-elektrische sensor die het door een doel gereflecteerde licht telt, kan bijvoorbeeld ook een groot aantal taken voor nauwkeurige positiedetectie uitvoeren wanneer het doel heel dichtbij is. Wanneer het doel echter ver weg is of de kleur van het doel verandert, is het voor gewone foto-elektrische sensoren moeilijk om hiermee om te gaan. Hoewel geavanceerde sensoren voor achtergrondruisonderdrukking en triangulatiesensoren goed werken als de kleur van het doel verandert, worden hun prestaties minder voorspelbaar als de doelhoek niet vast is of het doel te helder is. Bovendien hebben triangulatiesensoren doorgaans een bereik dat beperkt is tot binnen 0,5 meter. Ultrasoonsensoren worden echter ook vaak gebruikt om objecten op grotere afstanden te detecteren en omdat ze niet optisch zijn, worden ze niet beïnvloed door kleurveranderingen. Ultrasone sensoren meten echter de afstand op basis van de geluidssnelheid, dus ze hebben enkele inherente nadelen en kunnen niet worden gebruikt in de volgende situaties. ①Als het te meten doel niet loodrecht op de transducer van de sensor staat. Omdat het doel van ultrasone detectie zich binnen een hoek van niet meer dan 10 graad ten opzichte van de verticale azimut van de sensor moet bevinden. ②Wanneer de straaldiameter klein moet zijn. Omdat de algemene ultrasone straal een diameter van 0,76 cm heeft wanneer deze zich op 2 meter afstand van de sensor bevindt. ③Gevallen waarin zichtbare lichtvlekken nodig zijn voor positiekalibratie. ④ winderige gelegenheden. ⑤ vacuümgelegenheden. ⑥ Gelegenheden waarbij de temperatuurgradiënt groot is. Omdat in dit geval de geluidssnelheid zal veranderen. ⑦ Gelegenheden die een snelle reactie vereisen. De laserafstandssensor kan de detectie van alle bovengenoemde gelegenheden oplossen.
