Gweithredu a Defnyddio Synwyryddion Mesur Pellter Laser
1. Datblygu synwyryddion pellter laser amser-o-daith
Mae cymhwyso laser yn y maes canfod yn helaeth iawn, mae'r cynnwys technegol yn gyfoethog iawn, ac mae'r effaith ar gynhyrchiad cymdeithasol a bywyd hefyd yn amlwg iawn. Amrediad laser yw un o'r cymwysiadau cynharaf o laserau. Mae hyn oherwydd bod gan y laser lawer o fanteision megis cyfeiriadedd cryf, disgleirdeb uchel, a monocromatigrwydd da. Cyn 1965, roedd yr Undeb Sofietaidd yn defnyddio laser i fesur y pellter rhwng y ddaear a’r lleuad (380’103km) gyda gwall o 250m yn unig. Ym 1969, glaniodd yr Americanwyr ar y lleuad gydag adlewyrchydd cefn ar y lleuad, a defnyddio laserau hefyd i fesur y pellter rhwng y ddaear a'r lleuad, gyda gwall o 15cm yn unig. Egwyddor sylfaenol defnyddio amser trawsyrru laser i fesur pellter yw pennu'r pellter targed trwy fesur yr amser sydd ei angen i'r laser fynd yn ôl ac ymlaen. . Ar hyn o bryd:. Er bod gan ystod laser amser cludo egwyddor a strwythur syml, fe'i defnyddiwyd yn bennaf mewn ymchwil milwrol a gwyddonol yn y gorffennol, ond mae'n brin mewn awtomeiddio diwydiannol. Oherwydd bod pris y synhwyrydd amrywio laser yn rhy uchel, yn gyffredinol sawl mil o ddoleri. Mae bron pob defnyddiwr diwydiannol yn chwilio am synhwyrydd sy'n galluogi canfod pellter manwl gywir dros bellteroedd hirach. Oherwydd mewn llawer o achosion, bydd gosod synwyryddion yn agos yn cael ei gyfyngu gan leoliad ffisegol ac amgylchedd cynhyrchu, bydd synhwyrydd pellter laser amser cludo heddiw yn datrys y broblem i beirianwyr mewn achlysuron o'r fath.
2. Egwyddor gweithio
Pan fydd y synhwyrydd laser amser cludo yn gweithio, mae'r deuod laser wedi'i anelu at y targed ac yn allyrru corbys laser. Ar ôl cael ei adlewyrchu gan y targed, mae'r golau laser yn gwasgaru i bob cyfeiriad. Mae rhan o'r golau gwasgaredig yn dychwelyd i'r derbynnydd synhwyrydd, lle mae'n cael ei ddal gan y system optegol a'i ddelweddu ar y ffotodiode eirlithriad. Synhwyrydd optegol gydag ymhelaethu mewnol yw ffotodiode eirlithriad fel y gall ganfod signalau golau hynod o wan. Gellir pennu'r pellter i'r targed trwy gofnodi a phrosesu'r amser a aeth heibio o'r amser yr anfonir y pwls ysgafn nes ei fod yn cael ei dderbyn yn ôl. Amser Tramwy Rhaid i synwyryddion laser bennu amser cludo yn fanwl iawn oherwydd bod cyflymder y golau mor gyflym. Er enghraifft, mae cyflymder y golau tua 3’108m/s, er mwyn cyflawni cydraniad o 1mm, rhaid i gylched electronig y synhwyrydd amrediad amser cludo allu gwahaniaethu rhwng yr amser byr iawn a ganlyn: 0.001m¸ (3’108m/s)=3ps I wahaniaethu rhwng amser 3ps, mae hwn yn ofyniad afresymol ar gyfer technoleg electronig, ac mae cost gweithredu yn rhy uchel. Ond mae synwyryddion laser amser cludo rhad heddiw yn daclus yn osgoi'r rhwystr hwn, gan ddefnyddio egwyddor ystadegol syml, y rheol gyfartalog, i gyflawni datrysiad o 1 mm ac i warantu ymateb cyflym.
3. Datrys problemau na ellir eu datrys gan dechnolegau eraill
Gellir defnyddio synwyryddion pellter laser amser cludo lle na all technolegau eraill. Er enghraifft, gall synhwyrydd ffotodrydanol cyffredin sy'n cyfrif y golau a adlewyrchir o darged hefyd gyflawni nifer fawr o dasgau canfod lleoliad manwl pan fydd y targed yn agos iawn. Fodd bynnag, pan fo'r targed ymhell i ffwrdd neu pan fydd lliw'r targed yn newid, mae'n anodd i synwyryddion ffotodrydanol cyffredin ymdopi. Er bod synwyryddion atal sŵn cefndir uwch a synwyryddion triongli yn gweithio'n dda pan fydd lliw'r targed yn newid, mae eu perfformiad yn dod yn llai rhagweladwy pan nad yw'r ongl darged yn sefydlog neu pan fo'r targed yn rhy llachar. Yn ogystal, yn gyffredinol mae gan synwyryddion triongli ystod gyfyngedig i o fewn 0.5m. Fodd bynnag, mae synwyryddion uwchsonig hefyd yn cael eu defnyddio'n aml i ganfod gwrthrychau ar bellteroedd mwy, ac oherwydd nad ydynt yn optegol, nid yw newidiadau lliw yn effeithio arnynt. Fodd bynnag, mae synwyryddion ultrasonic yn mesur pellter yn seiliedig ar gyflymder sain, felly mae ganddynt rai anfanteision cynhenid ac ni ellir eu defnyddio yn y sefyllfaoedd canlynol. ① Pan nad yw'r targed i'w fesur yn berpendicwlar i drawsddygiadur y synhwyrydd. Oherwydd bod yn rhaid i darged canfod ultrasonic fod o fewn ongl heb fod yn fwy na 10 gradd o azimuth fertigol y synhwyrydd. ② Pan fydd angen diamedr y trawst fod yn fach. Oherwydd bod y trawst ultrasonic cyffredinol yn 0.76cm mewn diamedr pan fydd 2m i ffwrdd o'r synhwyrydd. ③ Achlysuron lle mae angen smotiau golau gweladwy ar gyfer graddnodi lleoliad. ④ achlysuron gwyntog. ⑤ achlysuron gwactod. ⑥ Achlysuron lle mae'r graddiant tymheredd yn fawr. Oherwydd yn yr achos hwn, bydd cyflymder sain yn newid. ⑦ Achlysuron sydd angen ymateb cyflym. Gall y synhwyrydd pellter laser ddatrys canfod yr holl achlysuron uchod.
