Odborné znalosti

Laserové měření vzdálenosti

2021-11-01
Laserové měření vzdálenosti se měří pomocí laseru jako zdroje světla. Dělí se nakontinuální laserapulzní laserpodle režimu laserového provozu. Plynové lasery jako helium-neon, argonový iont, krypton kadmium atd. pracují v nepřetržitém výstupním stavu pro fázové laserové měření, duální heterogenní GaAs polovodičový laser pro infračervené měření; pevný laser, jako je rubín, neodymové sklo, pro pulzní laserové měření vzdálenosti. Laserový dálkoměr díky vlastnostem dobré monochromie a silné orientaci laseru, spojený s polovodičovou integrací elektronických linek, ve srovnání s fotoelektrickým dálkoměrem může pracovat nejen den a noc, ale také zlepšit přesnost dálkoměru.

Laserový dálkoměr je přístroj, který využíválaserpro přesné měření vzdálenosti cíle (známý také jako laserový dálkoměr). Když laserový dálkoměr pracuje, vysílá k cíli velmi tenký laserový paprsek a fotoelektrický prvek přijímá laserový paprsek odražený od cíle. Časovač měří čas od vyslání do příjmu laserového paprsku a vypočítává vzdálenost od pozorovatele k cíli.
Pokud je laser vyzařován nepřetržitě, může dosah měření dosáhnout asi 40 km a provoz lze provádět ve dne i v noci. Pokud je laser pulzní, je absolutní přesnost obecně nízká, ale může dosáhnout dobré relativní přesnosti pro měření na velké vzdálenosti.
První laser na světě byl poprvé vyvinut Maymanem, vědcem Hughes Aircraft Company v roce 1960. Americká armáda na tomto základě brzy provedla výzkum vojenských laserových zařízení. V roce 1961 prošel první vojenský laserový dálkoměr demonstračním testem americké armády. Poté se laserový dálkoměr brzy dostal do praktického konsorcia.
Laserový dálkoměr má výhody nízké hmotnosti, malého objemu, jednoduchého ovládání, rychlé a přesné rychlosti a jeho chyba je pouze jedna pětina až jedna setina ostatních optických dálkoměrů. Proto je široce používán v topografickém průzkumu, průzkumu bojišť, zaměření cílů tanků, letadel, lodí a dělostřelectva a měření výšky mraků, letadel, raket a umělých satelitů. Jde o důležité technické zařízení pro zlepšení přesnosti tanků, letadel, lodí a dělostřelectva.
Vzhledem k tomu, že cena laserových dálkoměrů stále klesá, průmysl postupně začal používat laserové dálkoměry. Doma i v zahraničí se objevila řada nových mikro dálkoměrů s výhodami rychlého zaměřování, malého objemu a spolehlivého výkonu, které lze široce využít v průmyslovém měření a řízení, dolech, přístavech a dalších oborech.

Laserový dálkoměr obecně používá dvě metody měření vzdálenosti: pulzní metodu a fázovou metodu. Proces pulzního určování vzdálenosti je následující: laser emitovaný dálkoměrem je odražen měřeným objektem a poté přijímán dálkoměrem. Dálkoměr současně zaznamenává dobu oběhu laseru. Poloviční součin rychlosti světla a doby zpáteční cesty je vzdálenost mezi dálkoměrem a měřeným objektem. Přesnost měření vzdálenosti pulzní metodou je obecně asi + / - 10 cm. Kromě toho je slepá oblast měření tohoto typu dálkoměru obecně asi 1 m.
Laserové měření vzdálenosti je metoda měření vzdálenosti v oblasti světelných vln. Pokud se světlo šíří vzduchem rychlostí C a čas potřebný pro okružní cestu mezi body a a B je t, lze vzdálenost d mezi body a a B vyjádřit následovně.
D=ct/2
Kde:
D -- vzdálenost mezi stanicí a a B;
C - rychlost;
T – čas potřebný pro jednu zpáteční cestu světla a a B.
Z výše uvedeného vzorce je patrné, že měření vzdálenosti a a B je vlastně měření doby šíření světla T. podle různých metod měření času lze laserový dálkoměr obvykle rozdělit na typ pulzní a fázový. Typické jsou di-3000 divokého a ldm30x skutečného světa.
Je třeba poznamenat, že měření fáze neměří fázi infračerveného nebo laserového záření, ale fázi signálu modulovanou infračerveným nebo laserovým zářením. Ve stavebnictví existuje ruční laserový dálkoměr, který se používá pro domovní měření a jeho pracovní princip je stejný.

Obecně platí, že přesné určování vzdálenosti vyžaduje spolupráci hranolu totálního odrazu, zatímco dálkoměr používaný pro měření domu je přímo měřen odrazem hladké stěny, hlavně proto, že vzdálenost je relativně blízko a intenzita signálu odražená světlem je dostatečně velká. Z toho můžeme vědět, že musí být vertikální, jinak je zpětný signál příliš slabý na to, aby získal přesnou vzdálenost.
Obvykle je to možné. V praktickém inženýrství bude jako odrazná plocha použita tenká plastová deska k vyřešení vážného problému difúzního odrazu.
Přesnost laserového dálkoměru může dosáhnout chyby 1 mm, což je vhodné pro různé účely vysoce přesného měření.