ความรู้ระดับมืออาชีพ

การวัดระยะทางด้วยเลเซอร์

2021-11-01
การวัดระยะด้วยเลเซอร์วัดโดยใช้เลเซอร์เป็นแหล่งกำเนิดแสง โดยแบ่งออกเป็นเลเซอร์ต่อเนื่องและเลเซอร์พัลส์ตามโหมดการทำงานของเลเซอร์ เลเซอร์แก๊ส เช่น ฮีเลียมนีออน อาร์กอนไอออน คริปทอนแคดเมียม และอื่นๆ ทำงานในสถานะเอาต์พุตต่อเนื่องสำหรับระยะเลเซอร์เฟส เลเซอร์เซมิคอนดักเตอร์ GaAs แบบคู่ต่างกันสำหรับช่วงอินฟราเรด เลเซอร์แข็งเช่นทับทิม แก้วนีโอไดเมียม สำหรับเลเซอร์พัลส์ เรนจ์ไฟเลเซอร์เนื่องจากลักษณะของโมโนโครมที่ดีและการวางแนวที่แข็งแกร่งของเลเซอร์ ควบคู่ไปกับการรวมเซมิคอนดักเตอร์ของสายอิเล็กทรอนิกส์ เมื่อเทียบกับเรนจ์ไฟนโฟโตอิเล็กทริก มันไม่เพียงสามารถทำงานได้ทั้งวัน และกลางคืนแต่ยังปรับปรุงความแม่นยำของเรนจ์ไฟนเดอร์อีกด้วย

เครื่องวัดระยะด้วยเลเซอร์เป็นเครื่องมือที่ใช้เลเซอร์เพื่อวัดระยะห่างของเป้าหมายได้อย่างแม่นยำ (หรือที่เรียกว่าเครื่องวัดระยะด้วยเลเซอร์) เมื่อเครื่องวัดระยะแบบเลเซอร์ทำงาน มันจะปล่อยลำแสงเลเซอร์บางมากไปยังเป้าหมาย และองค์ประกอบโฟโตอิเล็กทริคจะได้รับลำแสงเลเซอร์ที่สะท้อนจากเป้าหมาย ตัวจับเวลาจะวัดเวลาตั้งแต่การส่งจนถึงการรับลำแสงเลเซอร์ และคำนวณระยะห่างจากผู้สังเกตการณ์ไปยังเป้าหมาย
หากปล่อยเลเซอร์อย่างต่อเนื่อง ช่วงการวัดจะสามารถเข้าถึงได้ประมาณ 40 กม. และการดำเนินการสามารถทำได้ทั้งกลางวันและกลางคืน หากเลเซอร์เป็นพัลส์ โดยทั่วไปความแม่นยำสัมบูรณ์จะต่ำ แต่สามารถให้ความแม่นยำสัมพัทธ์ที่ดีสำหรับการวัดระยะไกล
เลเซอร์ตัวแรกของโลกได้รับการพัฒนาครั้งแรกโดย Mayman นักวิทยาศาสตร์ของบริษัท Hughes Aircraft Company ในปี 1960 ในไม่ช้า กองทัพสหรัฐฯ ก็ได้ดำเนินการวิจัยเกี่ยวกับอุปกรณ์เลเซอร์ของกองทัพบนพื้นฐานนี้ ในปีพ.ศ. 2504 เครื่องวัดระยะด้วยเลเซอร์สำหรับกองทัพเครื่องแรกผ่านการทดสอบสาธิตของกองทัพสหรัฐฯ หลังจากนั้น เครื่องวัดระยะด้วยเลเซอร์ก็เข้าสู่กลุ่มความร่วมมือในทางปฏิบัติในไม่ช้า
เครื่องวัดระยะแบบเลเซอร์มีข้อดีคือ น้ำหนักเบา ปริมาตรน้อย ใช้งานง่าย ความเร็วที่รวดเร็วและแม่นยำ และข้อผิดพลาดเพียง 1 ใน 5 ถึง 100 ของเครื่องวัดระยะแบบใช้แสงอื่นๆ ดังนั้นจึงมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการสำรวจภูมิประเทศ การสำรวจสนามรบ เป้าหมายที่หลากหลายของรถถัง เครื่องบิน เรือ และปืนใหญ่ และการวัดความสูงของเมฆ เครื่องบิน ขีปนาวุธ และดาวเทียมที่มนุษย์สร้างขึ้น เป็นอุปกรณ์ทางเทคนิคที่สำคัญในการปรับปรุงความแม่นยำของรถถัง เครื่องบิน เรือ และปืนใหญ่
เนื่องจากราคาของเครื่องวัดระยะด้วยเลเซอร์ยังคงลดลงอย่างต่อเนื่อง อุตสาหกรรมจึงเริ่มใช้เครื่องวัดระยะด้วยเลเซอร์อย่างค่อยเป็นค่อยไป กล้องวัดระยะระดับไมโครแบบใหม่จำนวนหนึ่งซึ่งมีข้อดีของการวัดระยะที่รวดเร็ว ปริมาตรน้อย และประสิทธิภาพที่เชื่อถือได้ได้เกิดขึ้นทั้งในและต่างประเทศ ซึ่งสามารถนำมาใช้อย่างแพร่หลายในการวัดและควบคุมทางอุตสาหกรรม เหมืองแร่ ท่าเรือ และสาขาอื่นๆ

โดยทั่วไปเครื่องวัดระยะด้วยเลเซอร์จะใช้สองวิธีในการวัดระยะทาง: วิธีพัลส์ และวิธีเฟส กระบวนการวัดระยะพัลส์มีดังต่อไปนี้: เลเซอร์ที่ปล่อยออกมาจากเรนจ์ไฟนเดอร์จะสะท้อนกับวัตถุที่วัด แล้วจึงได้รับจากเรนจ์ไฟนเดอร์ เรนจ์ไฟนเดอร์จะบันทึกเวลาไปกลับของเลเซอร์ในเวลาเดียวกัน ครึ่งหนึ่งของผลคูณของความเร็วแสงและเวลาไปกลับคือระยะห่างระหว่างเรนจ์ไฟนเดอร์กับวัตถุที่วัด ความแม่นยำในการวัดระยะทางด้วยวิธีพัลส์โดยทั่วไปจะอยู่ที่ประมาณ + / - 10 ซม. นอกจากนี้ พื้นที่ตาบอดในการวัดของเรนจ์ไฟนเดอร์ประเภทนี้โดยทั่วไปจะอยู่ที่ประมาณ 1 ม.
การกำหนดระยะด้วยเลเซอร์เป็นวิธีการกำหนดระยะในการกำหนดระยะคลื่นแสง ถ้าแสงแพร่กระจายในอากาศด้วยความเร็ว C และเวลาที่ต้องใช้สำหรับการเดินทางไปกลับระหว่างจุด a และ B คือ t ระยะทาง d ระหว่างจุด a และ B สามารถแสดงได้ดังนี้
ด=กะรัต/2
ที่ไหน:
D -- ระยะห่างระหว่างสถานี a และ B;
C - ความเร็ว;
T -- เวลาที่แสง a และ B เดินทางไปกลับ 1 รอบ
จากสูตรข้างต้นจะเห็นได้ว่าการวัดระยะทาง a และ B จริงๆ แล้วเป็นการวัดเวลาการแพร่กระจายของแสง T ตามวิธีการวัดเวลาที่แตกต่างกัน โดยปกติแล้ว เครื่องวัดระยะด้วยเลเซอร์สามารถแบ่งออกเป็นประเภทพัลส์และประเภทเฟส โดยทั่วไปคือ di-3000 ของสัตว์ป่าและ ldm30x ของโลกแห่งความเป็นจริง
ควรสังเกตว่าการวัดเฟสไม่ได้วัดเฟสของอินฟราเรดหรือเลเซอร์ แต่เป็นเฟสสัญญาณที่มอดูเลตบนอินฟราเรดหรือเลเซอร์ ในอุตสาหกรรมการก่อสร้างมีเครื่องวัดระยะแบบเลเซอร์แบบมือถือซึ่งใช้สำหรับการวัดค่าในโรงเรือนและมีหลักการทำงานเหมือนกัน

โดยทั่วไป การกำหนดระยะที่แม่นยำต้องอาศัยความร่วมมือจากปริซึมการสะท้อนทั้งหมด ในขณะที่เรนจ์ไฟนเดอร์ที่ใช้สำหรับการวัดบ้านจะวัดโดยตรงโดยการสะท้อนของผนังเรียบ สาเหตุหลักมาจากระยะห่างค่อนข้างใกล้และความเข้มของสัญญาณที่สะท้อนด้วยแสงมีขนาดใหญ่เพียงพอ จากนี้เราก็รู้ได้เลยว่าต้องเป็นแนวตั้ง ไม่เช่นนั้น สัญญาณย้อนกลับจะอ่อนเกินกว่าจะรับระยะห่างที่แม่นยำได้
มันมักจะเป็นไปได้ ในทางวิศวกรรมภาคปฏิบัติ แผ่นพลาสติกบางๆ จะถูกนำมาใช้เป็นพื้นผิวสะท้อนแสงเพื่อแก้ปัญหาร้ายแรงของการสะท้อนแบบกระจาย
ความแม่นยำของเครื่องวัดระยะด้วยเลเซอร์อาจมีข้อผิดพลาด 1 มม. ซึ่งเหมาะสำหรับวัตถุประสงค์ในการวัดที่มีความแม่นยำสูงต่างๆ
X
We use cookies to offer you a better browsing experience, analyze site traffic and personalize content. By using this site, you agree to our use of cookies. Privacy Policy
Reject Accept