O1D100型德國IFM激光傳感器的(de)工(gong)作原理：
德國IFM激光傳感器工(gong)作時(shi)，先(xian)由(you)激光發(fā)(fa)射二極管(guan)對(dui)準(zhǔn)目(mu)標(biāo)(biao)發(fā)(fa)射激光脈(mai)沖。經(jīng)(jing)目(mu)標(biāo)(biao)反射後激光向(xiang)各方向(xiang)散射。部分(fen)散射光返(fan)回(hui)到傳感器接(jie)收器，被光學(xué)系統(tǒng)接(jie)收後成像(xiang)到(dao)雪崩(beng)光(guang)電(dian)二(er)極管(guan)上(shang)。雪崩(beng)光(guang)電(dian)二(er)極管(guan)是壹種內(nèi)部(bu)具有(you)放大功能的(de)光(guang)學(xué)傳感器，因(yin)此(ci)它能檢(jian)測(ce)極其(qi)微弱(ruo)的(de)光(guang)信(xin)號(hao)，並將(jiang)其轉(zhuǎn)(zhuan)化為(wei)相應(yīng)的電(dian)信(xin)號(hao)。 常見(jian)的是激光測(ce)距(ju)傳感器，它(ta)通(tong)過記錄並(bing)處(chu)理從光(guang)脈(mai)沖發(fā)(fa)出到返(fan)回(hui)被接(jie)收所經(jīng)(jing)歷(li)的(de)時(shi)間(jian)，即(ji)可(ke)測(ce)定目(mu)標(biāo)(biao)距(ju)離。德國IFM激光傳感器必(bi)須(xu)極其(qi)精(jing)確地(di)測(ce)定傳輸時(shi)間(jian)，因(yin)為(wei)光速(su)太(tai)快。
例如(ru)，光速(su)約(yue)為(wei)3*10^8m/s，要想(xiang)使分(fen)辨(bian)率(lv)達(dá)(da)到1mm，則(ze)傳輸時(shi)間(jian)測(ce)距(ju)傳感器的(de)電(dian)子電(dian)路必(bi)須(xu)能分(fen)辨(bian)出以下極短(duan)的(de)時(shi)間(jian)：
0.001m/(3*10^8m/s)=3ps
要(yao)分(fen)辨(bian)出3ps的時(shi)間(jian)，這是對(dui)電(dian)子技(ji)術(shù)提(ti)出的過(guo)高(gao)要(yao)求(qiu)，實(shí)現(xiàn)起來(lai)造(zao)價太(tai)高(gao)。但(dan)是如今(jin)的激光測(ce)距(ju)傳感器巧(qiao)妙地避(bi)開(kai)了這壹障(zhang)礙，利(li)用(yong)壹種簡單的統(tǒng)計(jì)學(xué)原理，即平(ping)均法則(ze)實(shí)(shi)現(xiàn)了1mm的分(fen)辨(bian)率(lv)，並(bing)且(qie)能保(bao)證(zheng)響(xiang)應(yīng)速(su)度。
德(de)國IFM激光傳感器是利(li)用(yong)激光技術(shù)進(jìn)行(xing)測(ce)量(liang)的(de)傳感器。它(ta)由(you)激光器、激光檢(jian)測(ce)器(qi)和(he)測(ce)量(liang)電(dian)路組成。激光傳感器是新型測(ce)量(liang)儀(yi)表(biao)，它的優(yōu)(you)點(diǎn)(dian)是能實(shí)(shi)現(xiàn)無(wu)接(jie)觸(chu)遠(yuǎn)距(ju)離測(ce)量(liang)，速(su)度快，精度高(gao)，量(liang)程大，抗光(guang)、電(dian)幹?jǐn)_(rao)能力(li)強(qiáng)等。
德(de)國IFM激光傳感器的(de)功能：
激光測(ce)長
精(jing)密(mi)測(ce)量(liang)長度是精密(mi)機(jī)(ji)械(xie)制(zhi)造(zao)工(gong)業(yè)(ye)和(he)光(guang)學(xué)加(jia)工(gong)工(gong)業(yè)(ye)的(de)關(guān)(guan)鍵(jian)技(ji)術(shù)(shu)之壹?，F(xiàn)代(dai)長度計(jì)量多(duo)是利(li)用(yong)光波(bo)的幹涉現(xiàn)象(xiang)來(lai)進(jìn)行(xing)的，其(qi)精度主(zhu)要(yao)取(qu)決(jue)於光(guang)的(de)單(dan)色(se)性的好壞(huai)。激光是理想(xiang)的光(guang)源，它(ta)比以往(wang)好的(de)單色光(guang)源（氪-86燈(deng)）還純(chun)10萬倍(bei)。因此(ci)激光測(ce)長的(de)量(liang)程大、精度高(gao)。由(you)光學(xué)原理可知單色(se)光的(de)最(zui)大可測(ce)長度L與(yu)波(bo)長λ和(he)譜線寬度δ之間(jian)的(de)關(guān)(guan)系是L=λ/δ。用(yong)氪－86燈(deng)可測(ce)最(zui)大長度為(wei)38.5厘(li)米(mi)，對(dui)於較長物體就需(xu)分段(duan)測(ce)量(liang)而(er)使(shi)精度降(jiang)低(di)。若用(yong)氦氖(nai)氣體激光器，則最大可測(ce)幾(ji)十公裏。壹般測(ce)量(liang)數(shù)(shu)米(mi)之內(nèi)的長度，其(qi)精(jing)度可(ke)達(dá)(da)0.1微米(mi)。
激光測(ce)距(ju)
它的原理與(yu)無(wu)線電(dian)雷(lei)達(dá)(da)相同，將(jiang)激光對(dui)準(zhǔn)目(mu)標(biāo)(biao)發(fā)(fa)射出去(qu)後，測(ce)量(liang)它(ta)的(de)往(wang)返(fan)時(shi)間(jian)，再(zai)乘(cheng)以光速(su)即得(de)到往(wang)返(fan)距(ju)離。由(you)於激光具有(you)高(gao)方(fang)向(xiang)性、高(gao)單(dan)色(se)性和高(gao)功率(lv)等(deng)優(yōu)(you)點(diǎn)(dian)，這些對(dui)於測(ce)遠(yuǎn)(yuan)距(ju)離、判定目(mu)標(biāo)(biao)方(fang)位(wei)、提(ti)高(gao)接(jie)收系統(tǒng)的(de)信(xin)噪比、保(bao)證(zheng)測(ce)量(liang)精(jing)度等(deng)都(dou)是很(hen)關(guān)(guan)鍵(jian)的(de)，因(yin)此激光測(ce)距(ju)儀日(ri)益(yi)受(shou)到重(zhong)視。在激光測(ce)距(ju)儀基礎(chǔ)上(shang)發(fā)(fa)展(zhan)起來(lai)的激光雷達(dá)(da)不(bu)僅能測(ce)距(ju)，而且還(hai)可(ke)以測(ce)目(mu)標(biāo)(biao)方(fang)位(wei)、運(yùn)(yun)運(yùn)(yun)速(su)度和(he)加(jia)速(su)度等(deng)，已(yi)成功地用(yong)於人(ren)造(zao)衛(wèi)星的測(ce)距(ju)和跟蹤(zong)，例(li)如(ru)采(cai)用(yong)紅寶(bao)石(shi)激光器的激光雷達(dá)(da)，測(ce)距(ju)範(fàn)圍為(wei)500～2000公裏,誤差(cha)僅(jin)幾(ji)米(mi)。不(bu)久前，真(zhen)尚(shang)有(you)的(de)研(yan)發(fā)(fa)中(zhong)心(xin)研(yan)制(zhi)出的LDM系列測(ce)距(ju)傳感器，可(ke)以在數(shù)(shu)千(qian)米(mi)測(ce)量(liang)範(fàn)(fan)圍(wei)內(nèi)的精度可(ke)以達(dá)(da)到微米(mi)級別(bie)。常(chang)采(cai)用(yong)紅寶(bao)石(shi)激光器、釹玻(bo)璃激光器、二氧化碳激光器以及砷(shen)化鎵(jia)激光器作為(wei)激光測(ce)距(ju)儀的光(guang)源(yuan)。
激光測(ce)振(zhen)
它(ta)基於多(duo)普(pu)勒(le)原理測(ce)量(liang)物體的振(zhen)動(dong)速(su)度。多(duo)普(pu)勒(le)原理是指：若波源(yuan)或接(jie)收波的觀察(cha)者(zhe)相對(dui)於傳播波的(de)媒質(zhì)而運(yùn)(yun)動(dong)，那(na)麼觀察(cha)者(zhe)所測(ce)到(dao)的(de)頻率(lv)不(bu)僅取(qu)決(jue)於波(bo)源(yuan)發(fā)(fa)出的振(zhen)動(dong)頻率(lv)而(er)且(qie)還(hai)取(qu)決(jue)於波(bo)源(yuan)或(huo)觀察(cha)者(zhe)的運(yùn)(yun)動(dong)速(su)度的(de)大小和(he)方(fang)向(xiang)。所測(ce)頻率(lv)與(yu)波(bo)源的(de)頻率(lv)之差(cha)稱(cheng)為(wei)多(duo)普(pu)勒(le)頻移(yi)。在振(zhen)動(dong)方(fang)向(xiang)與(yu)方(fang)向(xiang)壹致(zhi)時(shi)多(duo)普(pu)頻移(yi)fd=v/λ，式(shi)中(zhong)v 為(wei)振(zhen)動(dong)速(su)度、λ為(wei)波長。在激光多(duo)普(pu)勒(le)振(zhen)動(dong)速(su)度測(ce)量(liang)儀(yi)中(zhong)，由(you)於光(guang)往(wang)返(fan)的(de)原因(yin),fd =2v/λ。這種測(ce)振(zhen)儀(yi)在測(ce)量(liang)時(shi)由(you)光學(xué)部(bu)分(fen)將(jiang)物體的振(zhen)動(dong)轉(zhuǎn)(zhuan)換為(wei)相應(yīng)的多(duo)普(pu)勒(le)頻移(yi),並(bing)由(you)光檢(jian)測(ce)器(qi)將(jiang)此頻移(yi)轉(zhuǎn)(zhuan)換為(wei)電(dian)信(xin)號(hao),再由(you)電(dian)路部分(fen)作適(shi)當(dāng)處(chu)理後送(song)往(wang)多(duo)普(pu)勒(le)信(xin)號(hao)處(chu)理器將(jiang)多(duo)普(pu)勒(le)頻移(yi)信(xin)號(hao)變換(huan)為(wei)與(yu)振(zhen)動(dong)速(su)度相(xiang)對(dui)應(yīng)的電(dian)信(xin)號(hao)，最後(hou)記錄於磁(ci)帶。這種測(ce)振(zhen)儀(yi)采(cai)用(yong)波長為(wei)6328埃(ai)(┱)的氦氖(nai)激光器，用(yong)聲(sheng)光(guang)調(diào)制(zhi)器進(jìn)(jin)行(xing)光頻調(diào)制(zhi)，用(yong)石(shi)英晶(jing)體振(zhen)蕩(dang)器加(jia)功率(lv)放大電(dian)路作為(wei)聲(sheng)光(guang)調(diào)制(zhi)器的(de)驅(qū)動(dong)源(yuan)，用(yong)光電(dian)倍(bei)增(zeng)管(guan)進(jìn)(jin)行(xing)光電(dian)檢(jian)測(ce)，用(yong)頻率(lv)跟(gen)蹤(zong)器(qi)來(lai)處(chu)理多(duo)普(pu)勒(le)信(xin)號(hao)。它的(de)優(yōu)點(diǎn)(dian)是使用(yong)方便(bian)，不(bu)需要(yao)固定參(can)考(kao)系,不(bu)影響(xiang)物體本身(shen)的振(zhen)動(dong),測(ce)量(liang)頻率(lv)範(fàn)(fan)圍(wei)寬(kuan)、精度高(gao)、動(dong)態(tài)(tai)範(fàn)圍大。缺(que)點(diǎn)(dian)是測(ce)量(liang)過(guo)程受(shou)其他(ta)雜(za)散(san)光(guang)的(de)影響(xiang)較大。
激光測(ce)速(su)
它也是基多(duo)普(pu)勒(le)原理的壹種激光測(ce)速(su)方法,用(yong)得(de)較多(duo)的(de)是激光多(duo)普(pu)勒(le)流速(su)計(jì)(見激光流量(liang)計(jì)),它可(ke)以測(ce)量(liang)風(fēng)洞(dong)氣(qi)流速(su)度、火箭燃(ran)料(liao)流速(su)、飛行(xing)器噴(pen)射氣流流速(su)、大氣風(fēng)速(su)和化學(xué)反應(yīng)中(zhong)粒子的(de)大小及匯聚(ju)速(su)度等(deng)。
產(chǎn)(chan)品實(shí)(shi)物如下(xia)圖所示(shi)：
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