레이저 거리 측정 센서의 작동 및 사용
1. 이동시간 레이저 거리센서 개발
감지 분야에서 레이저의 적용은 매우 광범위하고 기술 내용이 매우 풍부하며 사회 생산과 생활에 미치는 영향도 매우 분명합니다. 레이저 거리 측정은 레이저의 초기 응용 분야 중 하나입니다. 레이저는 강한 방향성, 높은 밝기, 좋은 단색성 등 많은 장점을 갖고 있기 때문입니다. 1965년 이전 소련에서는 레이저를 사용하여 지구와 달 사이의 거리(380'103km)를 단 250m의 오차로 측정했습니다. 1969년 미국인들은 달에 후방 반사경을 달고 착륙했고, 레이저를 사용해 지구와 달 사이의 거리를 측정했는데 오차는 15cm에 불과했다. 레이저의 투과시간을 이용한 거리측정의 기본원리는 레이저가 왕복하는데 소요되는 시간을 측정하여 목표거리를 결정하는 것이다. . 지금 바로:. 이동시간 레이저 거리측정은 원리와 구조가 간단하지만 과거에는 군사, 과학연구에 주로 사용됐으나 산업자동화 분야에서는 드물다. 레이저 거리 측정 센서의 가격이 일반적으로 수천 달러로 너무 높기 때문입니다. 사실상 모든 산업 사용자는 장거리에 걸쳐 정확한 거리 감지가 가능한 센서를 찾고 있습니다. 많은 경우 가까운 거리에 센서를 설치하는 것은 물리적 위치와 생산 환경에 따라 제한되기 때문에 오늘날의 운송 시간 레이저 거리 센서는 이러한 경우 엔지니어의 문제를 해결할 것입니다.
2. 작동 원리
이동 시간 레이저 센서가 작동하면 레이저 다이오드가 대상을 겨냥하고 레이저 펄스를 방출합니다. 레이저광은 대상에 반사된 후 모든 방향으로 산란됩니다. 산란된 빛의 일부는 센서 수신기로 돌아와서 광학 시스템에 의해 포착되어 애벌런치 포토다이오드에 이미지화됩니다. 애벌런치 포토다이오드는 매우 희미한 광 신호를 감지할 수 있도록 내부 증폭 기능이 있는 광학 센서입니다. 광 펄스를 보낸 후 다시 수신될 때까지의 경과 시간을 기록하고 처리하여 대상까지의 거리를 확인할 수 있습니다. 이동 시간 빛의 속도가 매우 빠르기 때문에 레이저 센서는 이동 시간을 극도로 정밀하게 결정해야 합니다. 예를 들어, 빛의 속도는 약 3'108m/s입니다. 1mm의 분해능을 달성하려면 전송 시간 범위 센서의 전자 회로가 다음과 같은 매우 짧은 시간을 구별할 수 있어야 합니다. 0.001m¸ (3'108m/s)=3ps 3ps의 시간을 구별하려면 이는 전자 기술에 있어서 엄청난 요구 사항이며 구현 비용이 너무 높습니다. 그러나 오늘날의 저렴한 이동 시간 레이저 센서는 간단한 통계 원리인 평균 규칙을 사용하여 이러한 장애물을 깔끔하게 우회하여 1mm의 분해능을 달성하고 빠른 응답을 보장합니다.
3. 다른 기술로는 해결할 수 없는 문제 해결
이동 시간 레이저 거리 센서는 다른 기술이 사용할 수 없는 곳에 사용될 수 있습니다. 예를 들어, 대상에서 반사된 빛을 계산하는 일반적인 광전 센서는 대상이 매우 가까울 때 다수의 정밀 위치 감지 작업을 수행할 수도 있습니다. 하지만 대상이 멀리 있거나 대상의 색상이 변하는 경우 일반 광전 센서로는 대응하기 어렵습니다. 고급 배경 소음 억제 센서와 삼각 측량 센서는 대상의 색상이 변할 때 잘 작동하지만 대상 각도가 고정되지 않거나 대상이 너무 밝으면 성능을 예측하기 어렵습니다. 또한 삼각측량 센서의 범위는 일반적으로 0.5m 이내로 제한됩니다. 초음파 센서는 더 먼 거리에 있는 물체를 감지하는 데에도 자주 사용되며, 광학 센서가 아니기 때문에 색상 변화에 영향을 받지 않습니다. 그러나 초음파 센서는 소리의 속도를 기준으로 거리를 측정하므로 고유한 단점이 있어 다음과 같은 상황에서는 사용할 수 없습니다. ①측정대상이 센서의 변환기와 수직이 아닌 경우. 초음파 감지 대상은 센서의 수직 방위각에서 10도 이내의 각도 내에 있어야 하기 때문입니다. ②빔 직경이 작아야 할 때. 일반적인 초음파 빔은 센서로부터 2m 떨어져 있을 때 직경이 0.76cm이기 때문입니다. ③ 위치 교정을 위해 가시 광선 반점이 필요한 경우. ④ 바람이 많이 부는 경우. ⑤ 진공 상황. ⑥ 온도 구배가 큰 경우. 이 경우 소리의 속도가 변하기 때문입니다. ⑦ 신속한 대응이 필요한 경우. 레이저 거리 센서는 위의 모든 경우의 감지를 해결할 수 있습니다.
