Lazerio nuotolio ieškikliai tapo nepakeičiamomis priemonėmis laukuose, pradedant sportu ir statybomis ir baigiant kariniais ir moksliniais tyrimais. Šie prietaisai labai tiksliai matuoja atstumus, skleidžiant lazerinius impulsus ir analizuodami jų atspindžius. Norint įvertinti, kaip jie veikia, labai svarbu suskaidyti savo pagrindinius komponentus. Šiame straipsnyje mes ištirsime pagrindines lazerio diapazono ieškiklio dalis ir jų vaidmenis atliekant tikslius matavimus.
1. Lazerio diodas (emiteris)
Kiekvieno lazerinio diapazono ieškiklio centre yra lazerio diodas, kuris sukuria nuoseklią šviesos pluoštą, naudojamą matavimui. Paprastai veikiantis beveik infraraudonųjų spindulių spektre (pvz., 905 nm arba 1550 nm bangos ilgis), diodas skleidžia trumpus, sufokusuotus šviesos impulsus. Bangos ilgio pasirinkimas subalansuoja saugumą (siekiant apsaugoti žmogaus akis) ir našumas skirtingomis aplinkos sąlygomis. Aukštos kokybės diodai užtikrina pastovų pluošto intensyvumą, kritinį dėl tolimojo tikslumo.
2. Optinio objektyvo sistema
Optinio objektyvo sistema atlieka dvi pagrindines funkcijas:
- Kolimacija: Išmestas lazerio pluoštas susiaurinamas ir išlygintas į lygiagrečią pluoštą, kad būtų sumažinta dispersija per atstumą.
- Focus: Grįžtančiai atspindėtai šviesai lęšiai sutelkia išsibarsčiusius fotonus į detektorių.
Išplėstiniai nuotoliniai ieškikliai gali apimti reguliuojamus lęšius arba mastelio keitimo galimybes, kad būtų galima prisitaikyti prie skirtingų tikslinių dydžių ar atstumų.
3. Fotodetektorius (imtuvas)
Fotodetektorius - dažnai lavinos fotodiodas (APD) arba kaiščio diodas - užfiksuoja atspindėtą lazerio impulsą. Dėl didelio jautrumo ir gebėjimo sustiprinti silpnus signalus teikiamos tolimojo nuotolio pritaikymai APD yra teikiami tolimojo nuotolio pritaikymui. Norėdami išfiltruoti aplinkos šviesą (pvz., Saulės šviesą), į imtuvą integruota optinių pralaidumo filtrai, užtikrinant, kad aptiktų tik specifinį lazerio bangos ilgį.
4. skrydžio laiko (TOF) grandinės
Smegenų skrydžio laikas yra smegenys, apskaičiuojančios atstumą. Tai matuoja laiko vėlavimą tarp skleidžiamo impulso ir aptikto atspindžio. Kadangi šviesa keliauja žinomu greičiu (~ 3 × 10⁸ m/s), atstumas apskaičiuojamas naudojant formulę:
Ypač didelio greičio laikmačiai (su skiriamąja geba pikosekundėmis) yra labai svarbūs milimetro lygio tikslumui, ypač trumpo nuotolio programose.
5. Signalo apdorojimo blokas
Neapdorotus fotodetektoriaus duomenis apdoroja mikrovaldiklis arba skaitmeninio signalo procesorius (DSP). Šis vienetas filtruoja triukšmą, kompensuoja aplinkos veiksnius (pvz., Atmosferos silpnėjimą) ir paverčia laiko matavimus į atstumo rodmenis. Išplėstiniai algoritmai taip pat gali valdyti kelis aidus (pvz., Ignoruojant žalumynus, nukreipdami į medžio kamieną).
6. Ekrano ir vartotojo sąsaja
Daugelyje „Range“ ieškiklių yra skystųjų kristalų arba OLED ekranas, kad būtų rodomi matavimai, dažnai papildomi režimais, tokiais kaip nuolydžio reguliavimas, nuolatinis nuskaitymas ar „Bluetooth“ ryšys duomenų registravimui. Vartotojo įvestys - „Buttons“, jutikliniai ekranai ar sukamieji ratukai - tinkinami konkretūs naudojimo atvejai, tokie kaip golfo kūrimas, medžioklė ar apklausa.
7. Maitinimo šaltinis
Kompaktiška įkraunama baterija (pvz., Li-jon) arba vienkartinės ląstelės maitina įrenginį. Energijos vartojimo efektyvumas yra labai svarbus, ypač delniniams modeliams, naudojamiems lauko nustatymuose. Kai kuriuose nuotoliniuose ieškikliuose yra energijos taupymo režimų, kurie prailgina akumuliatoriaus veikimo laiką neveiklumo metu.
8. Būsto ir tvirtinimo sistemos
Korpusas yra skirtas patvarumui ir ergonomikai, dažnai pasižyminčioms vandeniui atsparioms ar smūgiams atsparioms medžiagoms (IP reitingams). Norėdami integruoti su kita įranga (pvz., Fotoaparatais, šautuvais ar dronais), gali būti įtraukti montavimo parinktys, tokios kaip trikojo lizdai ar „Picatinny Rails“.
Kaip viskas veikia kartu
1. Lazerio diodas skleidžia impulsą link taikinio.
2. Optinė sistema nukreipia spindulį ir renka atspindžius.
3. Fotodetektorius užfiksuoja grąžinimo signalą, filtruojamą iš aplinkos triukšmo.
4. TOF grandinė apskaičiuoja praėjusį laiką.
5. Procesorius konvertuoja laiką į atstumą ir rodo rezultatą.
Išvada
Nuo jos lazerinio diodo tikslumo iki jo apdorojimo algoritmų rafinuotumo, kiekvienas lazerinio diapazono ieškiklio komponentas vaidina gyvybiškai svarbų vaidmenį užtikrinant tikslumą ir patikimumą. Nesvarbu, ar esate golfo žaidėjas, vertinantis PUTT, ar inžinieriaus žemėlapio reljefą, supratimas apie šiuos elementus padeda pasirinkti tinkamą jūsų poreikių įrankį.
Pašto laikas: 2012 m. Kovo 18 d