激光測距傳感器是一種使用激光光源的、利用光學(xué)原理工作的測距類傳感器,它具有光斑小、精度高、測量速度快的優(yōu)點,可精確非接觸測量被測物體的位置、位移等變化,主要應(yīng)用于檢測物體的位移、厚度、振動、距離、直徑等幾何量的測量。
激光測距傳感器根據(jù)檢測原理分為基于三角測量原理的距離檢測和基于TOF原理的距離檢測。
一、基于三角測量原理的距離檢測
發(fā)射器發(fā)射出一束激光,照到前方的物體時,會發(fā)生漫反射,四面八方漫反射的光有一部分會進(jìn)入接收鏡頭,接收鏡頭是一個聚焦透鏡,從同一個位置反射回來的光會聚焦成一個點落到傳感器內(nèi)部的CCD芯片或者CMOS芯片上,這個芯片會根據(jù)接收到的光的位置,把其轉(zhuǎn)換成電信號,這樣的話,芯片上的某個點對應(yīng)于被測物的位置是固定的,所以傳感器可以根據(jù)芯片轉(zhuǎn)換后的電信號判斷物體的位置,從而轉(zhuǎn)換成距離信息。
二、基于TOF原理的距離檢測
TOF就是time of flight ,即飛行時間原理。傳感器發(fā)射器發(fā)射光束時記下時間T1,光束打到物體上之后反射回來接收到返回光的時間為T2,已知光束在空氣中傳播的速度v,(通常為300000000米/秒),那么傳感器距離被測物的距離為:S=v*(T2-T1)/2,原理也是很簡單。
兩種測量原理對比:
原理 |
優(yōu)點 |
缺點 |
三角測量原理 |
測量頻率高(發(fā)射接收同時進(jìn)行),測量精度高 |
可測量距離太近 ,距離越遠(yuǎn)精度越差 |
TOF測量原理 |
測量距離遠(yuǎn),抗干擾性強(qiáng) |
測量精度差 ,測量頻率低
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激光測距傳感器典型應(yīng)用
激光測距傳感器的應(yīng)用非常廣泛,其測量距離從幾十米到幾百米不等,精度一般在毫米級,與工業(yè)中大多數(shù)的應(yīng)用需求相符合,激光測距傳感器的用途包括尺寸測量、位置測量、液位測量、形變監(jiān)測、海嘯/泥石流等自然災(zāi)害監(jiān)測、定位等,根據(jù)不同的應(yīng)用領(lǐng)域和工況,其作用也不同:
(1)金屬工業(yè)
例如金屬切割應(yīng)用中,我們常常需要切割指定規(guī)格指定長度的金屬,通過將激光測距設(shè)備安裝在切割設(shè)備上,對切割長度進(jìn)行監(jiān)測,準(zhǔn)確進(jìn)行切割。此外還包括鋼鐵的鍛造和灌裝等,由于金屬鍛造時溫度很高,激光測距傳感器可以無接觸的對金屬的鍛造工藝過程進(jìn)行監(jiān)測和控制,提高了工藝生產(chǎn)的效率。
(2)橋梁建筑
通過激光測距傳感器對橋梁的上下橋面進(jìn)行監(jiān)測,監(jiān)測桁架傾斜和變形;此外還可以監(jiān)測歷史建筑,如教堂建筑等,通過激光測距傳感器,我們可以監(jiān)測這些建筑物的微小“變化”,對它們進(jìn)行細(xì)致的監(jiān)測和保護(hù)。
(3)軌道鐵路
鐵路的軌道監(jiān)測包括鐵路基礎(chǔ)設(shè)施的監(jiān)測,鐵路隧道形變監(jiān)測,山區(qū)鐵路巖層的泥石流監(jiān)測等。
(4)倉儲物流
例如常見激光測距傳感器用于料倉的料位,物流卡車的位置監(jiān)測與定位等。
摩天射頻激光測距傳感器產(chǎn)品構(gòu)造設(shè)計合理,穩(wěn)定性好,適用于各種工業(yè)應(yīng)用,尤其高精度,非直接接觸的應(yīng)用環(huán)境,例如天車作業(yè)定位、液位料位監(jiān)測、冶金生產(chǎn)線控制等。
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