đo khoảng cách bằng laser

Máy đo khoảng cách bằng laser sử dụng tia laser làm nguồn sáng để đo khoảng cách. Theo cách thức hoạt động của laser, nó được chia thành các thiết bị quang học liên tục và laser xung. Amoniac, ion khí, nhiệt độ khí quyển và các máy dò khí khác hoạt động ở trạng thái chuyển tiếp liên tục, được sử dụng cho phạm vi laser pha, laser bán dẫn không đồng nhất kép, được sử dụng cho phạm vi hồng ngoại, hồng ngọc, thủy tinh vàng và laser trạng thái rắn, được sử dụng cho phạm vi laser xung. Do đặc tính đơn sắc tốt và tính định hướng mạnh của laser, cùng với việc tích hợp mạch điện tử vào chất bán dẫn, máy đo khoảng cách laser không chỉ có thể hoạt động cả ngày lẫn đêm mà còn cải thiện độ chính xác của phép đo khoảng cách và cải thiện đáng kể độ chính xác của phép đo khoảng cách so với quang điện. máy đo khoảng cách. Bằng cách giảm trọng lượng và mức tiêu thụ điện năng, việc đo khoảng cách đến các mục tiêu ở xa như vệ tinh trái đất nhân tạo và mặt trăng trở thành hiện thực.

Máy đo khoảng cách laser là một thiết bị sử dụng ánh sáng laser để đo chính xác khoảng cách đến mục tiêu (còn gọi là phạm vi laser). Khi máy đo khoảng cách laser hoạt động, nó sẽ phát ra một chùm tia laser rất mỏng về phía mục tiêu. Phần tử quang điện nhận chùm tia laser phản xạ từ mục tiêu. Bộ đếm thời gian đo thời gian từ khi phát ra đến khi thu được chùm tia laser và tính toán khoảng cách từ người quan sát đến mục tiêu. Nếu tia laser được phát ra liên tục, phạm vi đo có thể đạt khoảng 40 km và hoạt động có thể được thực hiện cả ngày lẫn đêm. Nếu dùng tia laser dạng xung, độ chính xác tuyệt đối thường thấp nhưng nó có thể đạt được độ chính xác tương đối tốt khi sử dụng để đo động vật ở khoảng cách xa. Tia laser đầu tiên trên thế giới được phát triển thành công vào năm 1960 bởi Maiman, một nhà khoa học đến từ Công ty Máy bay Hughes của Mỹ. Quân đội Mỹ nhanh chóng tiến hành nghiên cứu các thiết bị laser quân sự trên cơ sở này. Năm 1961, máy đo khoảng cách laser quân sự đầu tiên đã vượt qua cuộc thử nghiệm trình diễn của quân đội Hoa Kỳ. Sau đó, máy đo khoảng cách laser nhanh chóng được đưa vào sử dụng thực tế. Máy đo khoảng cách laser có trọng lượng nhẹ, kích thước nhỏ, vận hành đơn giản, đọc nhanh và chính xác, sai số chỉ bằng 1/5 đến 1% so với các máy đo khoảng cách quang học khác. Vì vậy, nó được sử dụng rộng rãi trong khảo sát địa hình và khảo sát chiến trường. , từ xe tăng, máy bay, tàu thủy và pháo binh đến mục tiêu, đo độ cao của mây, máy bay, tên lửa và vệ tinh nhân tạo, v.v. Đây là thiết bị kỹ thuật quan trọng để nâng cao độ chính xác của xe tăng, máy bay, tàu thủy và pháo binh. Khi giá của máy đo khoảng cách laser tiếp tục giảm, ngành công nghiệp đã dần bắt đầu sử dụng máy đo khoảng cách laser. Một số máy đo khoảng cách thu nhỏ mới đã xuất hiện trong và ngoài nước với ưu điểm là tầm bắn nhanh, kích thước nhỏ, hiệu suất đáng tin cậy và có thể được sử dụng rộng rãi. Trong đo lường và điều khiển công nghiệp, khai thác mỏ, cảng và các lĩnh vực khác.

Máy đo khoảng cách laser thường sử dụng hai phương pháp để đo khoảng cách: phương pháp xung và phương pháp pha. Quá trình đo khoảng cách theo phương pháp xung như sau: tia laser phát ra từ máy đo khoảng cách được phản xạ bởi vật thể được đo và sau đó được máy đo khoảng cách nhận được. Máy đo khoảng cách ghi lại thời gian khứ hồi của tia laser. Một nửa sản phẩm của quá trình tiến hóa ánh sáng và thời gian khứ hồi là khoảng cách giữa máy đo khoảng cách và vật thể được đo. Độ chính xác của phép đo khoảng cách bằng phương pháp xung thường khoảng +- 1 mét. Ngoài ra, vùng mù đo của loại máy đo khoảng cách này thường khoảng 15 mét. Đo khoảng cách bằng laser là một phương pháp đo khoảng cách trong phạm vi sóng ánh sáng. Nếu ánh sáng truyền trong không khí với tốc độ C và biết thời gian cần thiết để truyền qua lại giữa hai điểm A và B thì khoảng cách D giữa hai điểm A và B có thể được biểu thị như sau.

D=ct/2

Trong công thức:

D: Khoảng cách giữa các điểm đo A và B:

c: tốc độ;

t: Thời gian để ánh sáng truyền tới giữa A và B.

Từ công thức trên có thể thấy rằng đo khoảng cách giữa A và B thực chất là đo thời gian truyền ánh sáng. Theo các phương pháp đo thời gian khác nhau, máy đo khoảng cách laser thường có thể được chia thành hai dạng đo: loại xung và loại pha. Cần lưu ý rằng phép đo pha không đo pha của hồng ngoại hoặc laser mà đo pha của tín hiệu được điều chế trên hồng ngoại hoặc laser. Có một máy đo khoảng cách laser cầm tay được sử dụng trong ngành xây dựng để khảo sát ngôi nhà hoạt động theo nguyên tắc tương tự.