在工業(yè)自動化中,激光測距傳感器是較為常見的傳感器之一。不過,您對它真的了解嗎?激光技術(shù)和激光器是上個(gè)世紀(jì)的最重大的科學(xué)技術(shù)之一,由于它有方向性強(qiáng)、亮度高、單色性好等特點(diǎn),所以在工農(nóng)業(yè)、軍用、醫(yī)療、科學(xué)研究有較為廣泛的應(yīng)用。例如在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用,像用來測距、精密檢測、定位等,相比普通光源更加精準(zhǔn),可靠。
利用激光技術(shù)進(jìn)行測量的傳感器,組成激光器,光學(xué)零件,和光電器件所構(gòu)成。它被測物理量轉(zhuǎn)為光信號,再由關(guān)電轉(zhuǎn)換器把光信號變成電信號,再由相應(yīng)電路的過濾,放大,整流得到輸出信號(開關(guān)信號、模擬信號、脈沖信號),因此被測物理量最終變成肉眼可見的“數(shù)據(jù)”。
激光傳感器簡單可靠,抗干擾能力強(qiáng),適應(yīng)各種惡劣工作環(huán)境,分辨率較高(如測量時(shí)能達(dá)到幾個(gè)納米級),示值誤差小,穩(wěn)定性好,宜用快速測量。其次有高方向性,高單色性,高亮度。
激光傳感器與普通光電傳感器的主要區(qū)別體現(xiàn)在哪里?
區(qū)別是光源,激光傳感器的光源是激光器產(chǎn)生的。正常態(tài),多數(shù)原子穩(wěn)定在低能級,E1。那么在適宜頻率光線作用下,低能級原子躍遷到高能級E2,這個(gè)躍遷過程是低能級原子吸收光子能量實(shí)現(xiàn)的。根據(jù)光子能量公式E=E2-E1=hv,高能級E2在光子頻率V的誘發(fā)下又會躍遷到低能級E1,這個(gè)過程就有能量釋放。
激光器的工作原理剛好是反其道而行之,使工作物質(zhì)的原子反常地多數(shù)處于高能級(即粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布),就能使受激輻射過程占優(yōu)勢,從而使頻率為v 的誘發(fā)光得到增強(qiáng),并可通過平行的反射鏡形成雪崩式的放大作用而產(chǎn)生較大的受激輻射光,即為激光。
激光傳感器在工業(yè)行業(yè)上有什么應(yīng)用?
精密機(jī)械制造工業(yè)和光學(xué)加工工業(yè),必須要精密測量。要實(shí)現(xiàn)精密測量,必須要光源有的單色性,這是普通光源無法滿足的。那么高量程,高精度的測量,只有激光傳感器滿足應(yīng)用。遠(yuǎn)距離測距,目標(biāo)定位,激光傳感器再適合不過,它的高方向性、高單色性和高功率等優(yōu)點(diǎn)就是它打敗普通光電傳感器殺手锏。
激光位移傳感器原理之激光三角測量法原理
激光發(fā)射器通過鏡頭將可見紅色激光射向被測物體表面,經(jīng)物體反射的激光通過接收器鏡頭,接收器內(nèi)部的CCD線性相機(jī)接收,根據(jù)不同的距離,CCD線性相機(jī)可以在不同的角度下“看見”這個(gè)光點(diǎn)。根據(jù)這個(gè)角度及已知的激光和相機(jī)之間的距離,數(shù)字信號處理器就能計(jì)算出傳感器和被測物體之間的距離。
同時(shí),光束在接收元件的位置通過模擬和數(shù)字電路處理,并通過微處理器分析,計(jì)算出相應(yīng)的輸出值,并在用戶設(shè)定的模擬量窗口內(nèi),按比例輸出標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)信號。如果使用開關(guān)量輸出,則在設(shè)定的窗口內(nèi)導(dǎo)通,窗口之外截止。另外,模擬量與開關(guān)量輸出可獨(dú)立設(shè)置檢測窗口。
激光三角法測量原理的激光傳感器通常是用在短距離、高精度的測量場合。如果是要實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離,較高精度的測量場合,那得用激光回波分析法原理的激光傳感器?;夭ǚ治龇ǖ募す鈧鞲衅鲀?nèi)部是由處理器單元、回波處理單元、激光發(fā)射器、激光接受器等部分組成。激光位移傳感器通過激光發(fā)射器每秒發(fā)射一百萬個(gè)脈沖到檢測物并返回至接收器,處理器計(jì)算激光脈沖遇到檢測物并返回接收器所需時(shí)間,以此計(jì)算出距離值,該輸出值是將上千次的測量結(jié)果進(jìn)行的平均輸出。
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