สองวิธีการวัดสำหรับเซ็นเซอร์การกระจัดด้วยเลเซอร์

• เวลา:2023-09-14 15:28:50
• คลิก:0

เลเซอร์ดิสเพลสเมนต์เซนเซอร์เป็นเซ็นเซอร์ที่ใช้เทคโนโลยีเลเซอร์ในการวัดการเคลื่อนที่หรือระยะทางของวัตถุ。มันมักจะทำโดยเครื่องส่งสัญญาณเลเซอร์、ส่วนประกอบของตัวรับและโปรเซสเซอร์。หลักการทำงานของเซ็นเซอร์การกระจัดด้วยเลเซอร์ขึ้นอยู่กับการสะท้อนหรือการกระจัดกระจายของเลเซอร์,เมื่อเลเซอร์พัลส์ถูกปล่อยออกมาจากเครื่องส่งสัญญาณไปยังวัตถุ,มันจะสะท้อนหรือกระจัดกระจายโดยพื้นผิวของวัตถุ,และกลับไปที่ตัวรับสัญญาณของเซ็นเซอร์。เลเซอร์ดิสเพลสเมนต์เซนเซอร์มีสองวิธีในการวัด:激光三角测量法、激光回波分析法:

　　1、หลักการของวิธีการวัดสามเหลี่ยมด้วยเลเซอร์

　　● วิธีการวัดสามเหลี่ยมด้วยเลเซอร์เป็นวิธีการวัดการกระจัดตามหลักการทางแสง。หลักการของมันคือการใช้ปรากฏการณ์การสะท้อนหรือการกระจัดกระจายของลำแสงเลเซอร์บนวัตถุที่วัดได้เพื่อคำนวณความสูงของตำแหน่งของจุดฉายรังสีเลเซอร์บนพื้นผิวของวัตถุ,และวัดการเคลื่อนที่ของวัตถุโดยการตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงตำแหน่งของจุดฉายรังสี。โดยมีหลักการเฉพาะดังนี้:

　　● 激光照射:ยิงแสงเลเซอร์ในมุมบนพื้นผิวของวัตถุที่วัดได้,ลำแสงเลเซอร์นี้สร้างจุดบนพื้นผิวของวัตถุ。

　　● 光斑成像:ถ่ายภาพจุดบนพื้นผิวของวัตถุจากมุมอื่น。通常使用CCDเครื่องตรวจจับภาพถ่ายเพื่อจับภาพของจุด,ตำแหน่งของภาพสปอตสามารถสะท้อนมุมตกของแสง。

　　● 角度计算:根据光斑像ของตำแหน่ง,มุมที่เข้ามาของรังสีหลักสามารถคำนวณได้。สิ่งนี้สามารถทำได้โดยการวัดการชดเชยหรือมุมของ Spot Image เทียบกับจุดอ้างอิง。

　　● 位移计算:โดยวัดความแตกต่างของตำแหน่งหรือความแตกต่างเชิงมุมของจุดก่อนและหลังการเคลื่อนที่ของวัตถุ,สามารถคำนวณการเคลื่อนที่ของวัตถุได้。โดยทั่วไปคุณสามารถใช้วิธีการคำนวณความสัมพันธ์หรือวิธีการคำนวณฟังก์ชันตรีโกณมิติ。

　　ข้อดีของวิธีการวัดสามเหลี่ยมด้วยเลเซอร์คือการวัดแบบไม่สัมผัส、ความแม่นยำสูง、การตอบสนองที่รวดเร็วและวัตถุที่เหมาะสมกับคุณสมบัติพื้นผิวที่หลากหลาย。ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์และเลเซอร์、CCD等器件ของ改进,เลเซอร์เดลต้าดิสเพลสเมนต์เซ็นเซอร์ปรับปรุงประสิทธิภาพอย่างต่อเนื่อง,ในขณะที่ปริมาณลดลงอย่างต่อเนื่อง,成本也不断降低,จึงค่อยๆ บรรลุการเปลี่ยนแปลงจากห้องปฏิบัติการวิจัยไปสู่การใช้งานจริง。

　　2、หลักการวิเคราะห์ Echo ด้วยเลเซอร์

　　● วิธีการวิเคราะห์เสียงสะท้อนด้วยเลเซอร์เป็นวิธีการวัดระยะทางโดยใช้ความแตกต่างของเวลาของชีพจรเลเซอร์。其原理如下:

　　● 发射激光脉冲:เลเซอร์ดิสเพลสเมนต์เซ็นเซอร์ส่งพัลส์เลเซอร์ไปยังวัตถุที่วัดโดยเครื่องส่งสัญญาณเลเซอร์。

　　● 接收激光回波:ชีพจรเลเซอร์จะสะท้อนหรือกระจายบนพื้นผิวของวัตถุที่วัดได้,และกลับมาที่ตัวรับเลเซอร์ของเซ็นเซอร์。

　　● 计算เวลา差:หน่วยประมวลผลจะคำนวณเวลาที่ใช้ในการส่งพัลส์เลเซอร์ไปยังตัวรับสัญญาณ,นั่นคือเวลาของเลเซอร์ก้อง。

　　● คำนวณระยะทาง:ตามความเร็วในการแพร่กระจายของเลเซอร์ในสุญญากาศและความแตกต่างของเวลาของการสะท้อนแสงเลเซอร์,สามารถคำนวณระยะห่างของเลเซอร์จากเซ็นเซอร์ไปยังวัตถุที่วัดได้。

　　● 平均输出:เพื่อเพิ่มความแม่นยำในการวัด,มักจะให้ผลลัพธ์เฉลี่ยหลายพันครั้งของการวัด,เพื่อกำจัดเสียงรบกวนและข้อผิดพลาดแบบสุ่ม。

　　วิธีการวิเคราะห์ echo ด้วยเลเซอร์เหมาะสำหรับการวัดการเคลื่อนที่ในระยะไกล,เช่น การวัดความสูงของอาคาร、桥梁ของ挠度检测等。แต่เมื่อเทียบกับการวัดสามเหลี่ยมด้วยเลเซอร์,ความแม่นยำในการวัดค่อนข้างต่ำโดยวิธีการวิเคราะห์เสียงสะท้อนด้วยเลเซอร์,อาจได้รับการแพร่กระจายจากลำแสงเลเซอร์、ผลกระทบของปัจจัยต่าง ๆ เช่นการเปลี่ยนแปลงลักษณะการสะท้อนแสงของพื้นผิว。ดังนั้น,เมื่อเลือกวิธีการวัดการกระจัดที่เหมาะสม,ต้องคำนึงถึงการวัดระยะทางอย่างครอบคลุม、ความต้องการความแม่นยำและปัจจัยต่างๆเช่นสภาพแวดล้อม。

　　การประยุกต์ใช้เซ็นเซอร์การกำจัดเลเซอร์คืออะไร?

　　可以测量位移、ความหนา、การสั่นสะเทือน、ระยะทาง、การวัดทางเรขาคณิตที่แม่นยำ เช่น เส้นผ่าศูนย์กลาง。เลเซอร์มีคุณสมบัติที่ยอดเยี่ยมของความตรงที่ดี,เซ็นเซอร์การกระจัดด้วยเลเซอร์แบบเดียวกันนี้มีความแม่นยำสูงกว่าเซ็นเซอร์อัลตราโซนิกที่เรารู้จัก。แต่อุปกรณ์การผลิตเลเซอร์ค่อนข้างซับซ้อนและมีขนาดใหญ่,ดังนั้นจึงมีความต้องการมากขึ้นในช่วงการใช้งานของเซ็นเซอร์การกระจัดด้วยเลเซอร์。