激光傳感器工作原理
激光傳感器工作時(shí)，先由激光發(fā)射二極管對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)發(fā)射激光脈沖。經(jīng)目標(biāo)反射后激光向各方向散射。部分散射光返回到傳感器接收器，被光學(xué)系統(tǒng)接收后成像到雪崩光電二極管上。雪崩光電二極管是一種內(nèi)部具有放大功能的光學(xué)傳感器，因此它能檢測(cè)極其微弱的光信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電信號(hào)。 常見的是激光測(cè)距傳感器，它通過記錄并處理從光脈沖發(fā)出到返回被接收所經(jīng)歷的時(shí)間，即可測(cè)定目標(biāo)距離。激光傳感器精確地測(cè)定傳輸時(shí)間，因?yàn)楣馑偬臁?/p>
例如，光速約為3*10^8m/s，要想使分辨率達(dá)到1mm，則傳輸時(shí)間測(cè)距傳感器的電子電路能分辨出以下極短的時(shí)間：
0.001m/（3*10^8m/s）=3ps
要分辨出3ps的時(shí)間，這是對(duì)電子技術(shù)提出的過高要求，實(shí)現(xiàn)起來造價(jià)太高。但是如今的激光測(cè)距傳感器巧妙地避開了這一障礙，利用一種簡單的統(tǒng)計(jì)學(xué)原理，即平均法則實(shí)現(xiàn)了1mm的分辨率，并且能保證響應(yīng)速度。
激光傳感器應(yīng)用
隨著激光技術(shù)的進(jìn)步，激光傳感器也成為一種新的傳感器類型，它是利用激光技術(shù)進(jìn)行測(cè)量的傳感器，由激光器、激光檢測(cè)器和測(cè)量電路組成。激光傳感器是新型測(cè)量儀表，優(yōu)點(diǎn)是能實(shí)現(xiàn)無接觸遠(yuǎn)距離測(cè)量，具有速度快、精度高、量程大、電干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在很多工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。
利用激光的高方向性、高單色性和高亮度等特點(diǎn)可實(shí)現(xiàn)無接觸遠(yuǎn)距離測(cè)量，激光傳感器常用于長度、距離、振動(dòng)、方位等物理量的測(cè)量，還可用于探傷和大氣污染物的監(jiān)測(cè)等。
2、激光測(cè)速
激光測(cè)速是基多普勒原理的一種激光測(cè)速方法，用得較多的是激光多普勒流速計(jì)，它可以測(cè)量風(fēng)洞氣流速度、火箭燃料流速、飛行器噴射氣流流速、大氣風(fēng)速和化學(xué)反應(yīng)中粒子的大小及匯聚速度等。
3、車輛寬高超限檢測(cè)
采用激光傳感器進(jìn)行快速測(cè)量，利用PC工控機(jī)和可視化編程軟件VB的網(wǎng)絡(luò)內(nèi)核與傳感器進(jìn)行數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)傳輸及處理，同時(shí)還設(shè)計(jì)了界面友好的上位機(jī)控制軟件。現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，該系統(tǒng)實(shí)時(shí)性好、測(cè)量精度高，具有一定的實(shí)用價(jià)值。
4、無人車
如谷歌的第二代無人車配備了激光傳感器，頂部的激光傳感器依然相當(dāng)明顯，其他傳感器都設(shè)置得非常隱蔽。車輛的前后方和兩側(cè)都貼有明顯的谷歌無人車標(biāo)志。谷歌無人車的控制駕駛原理是通過車子四周安裝的諸多傳感器，持續(xù)不斷地收集車輛本身以及四周的各種精確數(shù)據(jù)，通過車內(nèi)的處理器進(jìn)行分析和運(yùn)算，再根據(jù)計(jì)算結(jié)果來控制車子行駛。
5、汽車防撞探測(cè)器
大多數(shù)現(xiàn)有汽車碰撞預(yù)防系統(tǒng)的激光測(cè)距傳感器使用激光光束以不接觸方式用于識(shí)別汽車在前或者在后形勢(shì)的目標(biāo)汽車之間的距離，當(dāng)汽車間距小于預(yù)定安全距離時(shí)，汽車防碰撞系統(tǒng)對(duì)汽車進(jìn)行緊急剎車，或者對(duì)司機(jī)發(fā)出報(bào)警，或者綜合目標(biāo)汽車速度、車距、汽車制動(dòng)距離、響應(yīng)時(shí)間等對(duì)汽車行駛進(jìn)行即時(shí)的判斷和響應(yīng)，可以大量的減少行車事故。
激光式傳感器的結(jié)構(gòu)和原理簡單可靠，抗干擾能力強(qiáng)，適應(yīng)于各種惡劣的工作環(huán)境，分辨率較高，未來在很多領(lǐng)域可發(fā)揮自身的作用。