Kaip veikia lazerinis nuotolio ieškiklis?
Lazeriniai tolimačiai dažniausiai naudoja du atstumo matavimo būdus: impulsinį ir fazės metodą. Impulsinio atstumo matavimo procesas yra toks: nuotolio ieškiklio skleidžiamą lazerį atspindi matuojamas objektas, o po to jį priima nuotolio ieškiklis, o nuotolio ieškiklis tuo pačiu fiksuoja lazerio kelionės pirmyn ir atgal laiką. Pusė šviesos greičio ir kelionės pirmyn ir atgal laiko sandaugos yra atstumas tarp tolimačio ir matuojamo objekto. Atstumo matavimo impulsų metodu tikslumas paprastai yra apie +/-1 metrą. Be to, tokio tipo nuotolio ieškiklio matavimo akloji zona paprastai yra apie 5 metrus.
Visi lazeriniai nuotolio ieškikliai (LRF) naudoja tą pačią pagrindinę koncepciją. Paspaudus nuotolio ieškiklio mygtuką, nuotolio ieškiklis skleidžia lazerio spindulį. Šie spinduliai atsispindi atgal nuo tolimo taikinio, o nuotolio ieškiklyje įmontuotas greitas laikrodis matuoja bendrą laiką nuo spindulio išskyrimo iki jo atsispindėjimo atgal. Kadangi žinome, koks greitis yra spindulio greitis (ty šviesos greitis), galime naudoti šį laiko skirtumą atstumui išmatuoti ir apskaičiuoti, o tada nuotolio ieškiklio ekrane parodyti atstumą nuo taikinio iki vartotojo.
Lazerinio nuotolio ieškiklio veikimo principas
1. Infraraudonųjų spindulių arba lazerinio nuotolio nustatymo principas
Diapazono nustatymo principą iš esmės galima apibendrinti kaip išmatuoti laiką, per kurį šviesa grįžta į taikinį, ir tada apskaičiuojant atstumą D pagal šviesos greitį c =299792458m/s ir atmosferos lūžio rodiklį n. Kadangi sunku tiesiogiai išmatuoti laiką, dažniausiai matuojama nuolatinės bangos fazė, kuri vadinama fazių matavimo atstumo matuokliu. Žinoma, yra ir impulsinių nuotolio ieškiklių.
Reikėtų pažymėti, kad fazės matavimas matuoja ne infraraudonųjų spindulių ar lazerio fazę, o infraraudonųjų spindulių arba lazeriu moduliuoto signalo fazę. Yra rankinis lazerinis nuotolio ieškiklis, naudojamas statybos pramonėje namų žvalgybai, kuris veikia tuo pačiu principu.
2. Matuojamojo objekto plokštuma turi būti statmena šviesai
Paprastai norint tiksliai išmatuoti atstumą, reikalinga bendra atspindžio prizmė, tačiau namo matavimui naudojamas nuotolio ieškiklis tiesiogiai matuoja lygios sienos atspindį, daugiausia dėl to, kad atstumas yra gana arti, o šviesos atspindžio signalo stiprumas yra pakankamai stiprus. Iš to galima žinoti, kad jis turi būti vertikalus, kitaip grįžtamasis signalas bus per silpnas ir tikslaus atstumo nepavyks gauti.
3. Gali išmatuoti difuzinį objekto plokštumos atspindį
Paprastai tai įmanoma. Realiuose projektuose plonos plastikinės plokštės naudojamos kaip atspindintis paviršius, siekiant išspręsti rimto išsklaidyto atspindžio problemą.
4. Pulsinio metodo lazerinio nuotolio ieškiklio pramogų klasės gaminiai gali pasiekti 1 metro ekrano tikslumą ir ± 1 metro matavimo tikslumą. Matavimo lygio gaminiai gali pasiekti 0,1 metro ekrano tikslumą ir ±0,15 metro matavimo tikslumą.
5. Fazinio lazerinio nuotolio ieškiklio tikslumas gali siekti 1 mm paklaidą, kuri tinka įvairiems didelio tikslumo matavimams.
