Le fonctionnement et l'utilisation des capteurs de mesure de distance laser
1. Développement de capteurs de distance laser à temps de transit
L'application du laser dans le domaine de la détection est très étendue, le contenu technique est très riche et l'impact sur la production sociale et la vie est également très évident. La télémétrie laser est l'une des premières applications des lasers. En effet, le laser présente de nombreux avantages tels qu’une forte directivité, une luminosité élevée et une bonne monochromaticité. Avant 1965, l'Union soviétique utilisait le laser pour mesurer la distance entre la Terre et la Lune (380'103 km) avec une erreur de seulement 250 m. En 1969, les Américains ont atterri sur la Lune avec un réflecteur arrière sur la Lune, et ont également utilisé des lasers pour mesurer la distance entre la Terre et la Lune, avec une erreur de seulement 15 cm. Le principe de base de l'utilisation du temps de transmission laser pour mesurer la distance est de déterminer la distance cible en mesurant le temps nécessaire au laser pour aller et venir. . Tout de suite:. Bien que la télémétrie laser à temps de transit ait un principe et une structure simples, elle était principalement utilisée dans le passé dans la recherche militaire et scientifique, mais elle est rare dans l'automatisation industrielle. Parce que le prix du capteur de télémétrie laser est trop élevé, généralement plusieurs milliers de dollars. Pratiquement tous les utilisateurs industriels recherchent un capteur permettant une détection précise de la distance sur de plus longues distances. Étant donné que dans de nombreux cas, l'installation de capteurs à courte distance sera limitée par l'emplacement physique et l'environnement de production, le capteur de distance laser à temps de transit actuel résoudra le problème des ingénieurs dans de telles occasions.
2. Principe de fonctionnement
Lorsque le capteur laser à temps de transit fonctionne, la diode laser est dirigée vers la cible et émet des impulsions laser. Après avoir été réfléchie par la cible, la lumière laser se diffuse dans toutes les directions. Une partie de la lumière diffusée retourne au récepteur du capteur, où elle est capturée par le système optique et imagée sur la photodiode à avalanche. Une photodiode à avalanche est un capteur optique doté d'une amplification interne lui permettant de détecter des signaux lumineux extrêmement faibles. La distance jusqu'à la cible peut être déterminée en enregistrant et en traitant le temps écoulé entre le moment où l'impulsion lumineuse est envoyée et celui où elle est reçue. Temps de transit Les capteurs laser doivent déterminer le temps de transit avec une extrême précision car la vitesse de la lumière est très rapide. Par exemple, la vitesse de la lumière est d'environ 3´108 m/s, pour obtenir une résolution de 1 mm, le circuit électronique du capteur de distance à temps de transit doit être capable de distinguer le temps extrêmement court suivant : 0,001 m¸ (3´108 m/s)=3ps Pour distinguer le temps de 3 ps, il s'agit d'une exigence exorbitante pour la technologie électronique et le coût de mise en œuvre est trop élevé. Mais les capteurs laser à temps de transit bon marché d'aujourd'hui contournent parfaitement cet obstacle, en utilisant un principe statistique simple, la règle de la moyenne, pour atteindre une résolution de 1 mm et garantir une réponse rapide.
3. Résoudre des problèmes qui ne peuvent être résolus par d'autres technologies
Les capteurs de distance laser à temps de transit peuvent être utilisés là où d’autres technologies ne le peuvent pas. Par exemple, un capteur photoélectrique courant qui compte la lumière réfléchie par une cible peut également effectuer un grand nombre de tâches de détection de position précise lorsque la cible est très proche. Cependant, lorsque la cible est éloignée ou que la couleur de la cible change, il est difficile pour les capteurs photoélectriques ordinaires de s'en sortir. Bien que les capteurs avancés de suppression du bruit de fond et les capteurs de triangulation fonctionnent bien lorsque la couleur de la cible change, leurs performances deviennent moins prévisibles lorsque l'angle de la cible n'est pas fixe ou que la cible est trop lumineuse. De plus, les capteurs de triangulation ont généralement une portée limitée à 0,5 m. Les capteurs à ultrasons sont également souvent utilisés pour détecter des objets à de plus grandes distances et, comme ils ne sont pas optiques, ils ne sont pas affectés par les changements de couleur. Cependant, les capteurs à ultrasons mesurent la distance en fonction de la vitesse du son. Ils présentent donc certains inconvénients inhérents et ne peuvent pas être utilisés dans les situations suivantes. ①Lorsque la cible à mesurer n'est pas perpendiculaire au transducteur du capteur. Parce que la cible de la détection ultrasonique doit se trouver dans un angle ne dépassant pas 10 degré par rapport à l'azimut vertical du capteur. ②Lorsque le diamètre du faisceau doit être petit. Parce que le faisceau ultrasonique général a un diamètre de 0,76 cm lorsqu'il est à 2 m du capteur. ③Occasions où des points lumineux visibles sont nécessaires pour l'étalonnage de la position. ④ occasions venteuses. ⑤ occasions de vide. ⑥ Occasions où le gradient de température est important. Car dans ce cas, la vitesse du son va changer. ⑦ Occasions nécessitant une réponse rapide. Le capteur de distance laser peut résoudre la détection de toutes les occasions ci-dessus.
