激光传感器
激光传感器
摘要 激光传感器已经广泛应用于国防、生产、医学和非电测量等各方面,它正以自己独特的优势焕发勃勃生机,本文简单介绍了激光测距传感器的工作原理、应用、优势及前景 。
光电测量技术是以光电子学为基础,以光电子器件为主体,利用光电传感器
将被测量的量转换成光通量,再转换成电量,并综合利用信息传送和处理技术,完成测量的一门新兴的技术。通过学习光电测量技术这门课程,我对光学量和非光学量的测试中所涉及的基本理论、主要测试原理、方法、仪器组成以及主要技术特点等有了一定的了解。其中,激光传感器就是光电测量技术的一个重要应用。 激光传感器简单介绍及其优点。激光传感器是利用激光技术进行测量的传感
器。它由激光器、激光检测器和测量电路组成。激光传感器工作时,先由激光发射二极管对准目标发射激光脉冲。经过目标反射后激光向各方向散射。部分散射光返回到传感器接收器,被光学系统接收后成像到雪崩光电二极管上。雪崩光电二极管是一种内部具有放大功能的光学传感器,因此它能检测极其微弱的光信号,并将其转化为相应的电信号。 常见的是激光测距传感器,它通过记录并处
理从光脉冲发出到返回被接收所经历的时间,即可测定目标距离。 激光传感器是新型测量仪表,它的优点是能实现无接触远距离测量,速度快,精度高,量程大,抗光、电干扰能力强等。
激光测距传感器原理及应用。激光测距的原理与无线电雷达相同,将激光对
准目标发射出去后,测量它的往返时间,再乘以光速即得到往返距离。由于激光具有高方向性、高单色性和高功率等优点,这些对于测量远距离、判定目标方位、提高接收系统的信噪比、保证测量精度等都是非常关键的,因此激光测距仪日益受到重视。利用激光的高方向性、高单色性和高亮度等特点可实现无接触远距离测量。激光传感器常用于长度、距离、振动、速度、方位等物理量的测量,还可用于探伤和大气污染物的监测等。在激光测距仪基础上发展起来的激光雷达不仅能测距,而且还可以测量目标方位、运运速度和加速度等,已成功地用于人造卫星的测距和跟踪,例如采用红宝石激光器的激光雷达,测距范围为500~2000公里,误差仅几米。目前常采用红宝石激光器、钕玻璃激光器、二氧化碳激光器以及砷化镓激光器作为激光测距仪的光源
激光传感器的几个应用实例 1、测量传送带上箱子的宽度。使用两个发散型
传输时间激光传感器,在传送带的两侧面对面安装。因为尺寸变化的箱子落到传送带上的位置是不固定的,这样,每个传感器都测量出自己与箱子的距离,设一个距离为L1,另一个为L2。此信息送给PLC,PLC将两个传感器间总的距离减去L1和L2,从而可计算出箱子的宽度W。2、保护液压成型冲模。机械手把一根预成型的管材放进液压成型机的下部冲模中,操作者必须保证每次放的位置准确。在上部冲模落下之前,一个发散型传感器测量出距离管子临界段的距离,这样可保证冲模闭合前处于正确位置。3、二轴起重机定位。用两个反射型传感器面对反射器安装,反射器安装在桥式起重机的两个移动单元上。一个单元前后运动,另一个左右运动。当起重机驱动板架辊时,两个传感器监测各自到反射器的距离,通过PLC能连续跟踪起重机的精确位置。
如今,自动检测和控制的方法中,除了超声波传感器和普通光电传感器外,又增加了一个能解决长距离测量和检验的新方法——传输时间激光距离传感器。
它为各种不同场合提供了应用的灵活性,这些场合可包括如下:①设备定位。②测量料包的料位。③测量传送带上的物体距离和物体高度。④测量原木直径。⑤保护高架起重机免于碰撞。 ⑥无误差检查场合。
此外,激光传感器还可以解决其它技术无法解决的问题:传输时间激光距离传感器可用于其它技术无法应用的场合。例如,当目标很近时,计算来自目标反射光的普通光电传感器也能完成大量的精密位置检测任务。但是,当目标距离较远内或目标颜色变化时,普通光电传感器就难以应付了。虽然先进的背景噪声抑制传感器和三角测量传感器在目标颜色变化的情况下能较好地工作,但是,在目标角度不固定或目标太亮时,其性能的可预测性变差。此外,三角测量传感器一般量程只限于0.5米以内。超声波传感器虽然也经常用于检测距离较远的物体,而且由于它不是光学装置,所以不受颜色变化的影响。但是,超声波传感器是依据声速测量距离的,因此存在一些固有的缺点,如不能用于像多风、真空、需要迅速变化、温度梯度较大等场合。而激光距离传感器能解决上述所有场合的检测。
目前,全球的传感器市场在不断变化的创新之中呈现出快速增长的趋势。有关专家指出,传感器领域的主要技术将在现有基础上予以延伸和提高,各国将竞相加速新一代传感器的开发和产业化,竞争也将日益激烈。在高端技术传感器领域,真尚有等国际传感器巨头也已经进入国内市场,并直接在中国设立技术研发部。新技术的发展将重新定义未来的传感器市场,而激光传感器有着诸多优点,必将会得到更好的发展和推广。