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激光測距儀的測量原理 激光測距儀是如何工作的

時間:2020-08-11    來源:儀多多儀器網(wǎng)    作者:儀多多商城     

激光測距儀的測量原理

激光測距儀的測量原理及方法
1.利用紅外線測距或激光測距的原理是什么?
    測距原理基本可以歸結為測量光往返目標所需要時間,然后通過光速c =299792458m/s 和大氣折射系數(shù)n 計算出距離D。由于直接測量時間比較困難,通常是測定連續(xù)波的相位,稱為測相式測距儀。當然,也有脈沖式測距儀,典型的是WILD的DI-3000
    需要注意,測相并不是測量紅外或者激光的相位,而是測量調制在紅外或者激光上面的信號相位。建筑行業(yè)有一種手持式的激光測距儀,用于房屋測量,其工作原理與此相同。
    2.被測物體平面必須與光線垂直么?
    通常精密測距需要全反射棱鏡配合,而房屋量測用的測距儀,直接以光滑的墻面反射測量,主要是因為距離比較近,光反射回來的信號強度夠大。與此可以知道,一定要垂直,否則返回信號過于微弱將無法得到精確距離。
    3.若被測物體平面為漫反射是否可以?
    通常也是可以的,實際工程中會采用薄塑料板作為反射面以解決漫反射嚴重的問題。
    4.超聲波測距精度比較低,現(xiàn)在很少使用。
激光測距儀一般采用兩種方式來測量距離:脈沖法和相位法。相位測距技術的測距精度高,但作用距離有限,主要用于高精度大地測量。眾所周知,光在給定介質的傳播速度是一定的,因此,通過測量光在參考點和被測點之間的往返傳播時間,即可給出目標和參考點之間的距離。

相位測距法是通過強度調制的連續(xù)光波在往返傳播過程中的相位變化來測量光束的往返傳播時間,其計算公式如下:

t=Φ/2πf

式中,t為光波往返傳播時間(s);Φ為調制光波的相位變化量(rad); f為調制頻率(Hz)。

光的往返傳播時間得到后,目標至參考點的距離可由下式求得

R=(c/2)×(Φ/2πf)=(λ/2)×(Φ/2π)

式中,R為目標至參考點距離(m);c為光波傳播速度(m/s);λ為調制光波波長(m)。

相位位移是以2π為周期變化的,因此有

Φ=(N+△n).2π

式中,N為相位變化整周期數(shù);△n為相位變化非整周期數(shù)。

由以上兩式可知

R=λ/2×(N+△n)

上式表明,只要測出發(fā)射和接收光波的相位差,即可得到目標的距離。因此相位測距可理解為以調制光波半波長為“測量尺度”的距離測量方法。

 



    激光測距儀是利用調制激光的某個參數(shù)對目標的距離進行準確測定的儀器。脈沖式激光測距儀是在工作時向目標射出一束或一序列短暫的脈沖激光束,由光電元件接收目標反射的激光束,計時器測定激光束從發(fā)射到接收的時間,計算出從測距儀到目標的距離。
    激光測距儀不能對準人眼直接測量,防止對人體的傷害。同時,振動儀一般激光測距儀不具防水功能,所以需要注意防水。較新的美國里奧波特激光測距儀,由于在美國當?shù)刂饕m用于戶外狩獵愛好者,所以制作之處的優(yōu)勢即是可以防水防霧,配有叢林樹木枝葉涂彩。
    激光器不具備防摔的功能,所以激光測距儀很容易摔壞發(fā)光器。
    激光測距儀日常維護:
    ①經(jīng)常檢查儀器外觀及時清除表面的灰塵臟污、油脂、霉斑等。
    ②清潔目鏡、物鏡或激光發(fā)射窗時應使用柔軟的干布。嚴禁用硬物刻劃,以免損壞光學性能。
    ③本機為光、機、電一體化高精密儀器,使用中應小心輕放,嚴禁擠壓或從高處跌落,以免損壞儀器。





激光測距儀的工作原理是怎樣的?
  激光測距儀一般采用兩種方式來測量距離:脈沖法和相位法。脈沖法測距的過程是這樣的:測距儀發(fā)射出的激光經(jīng)被測量物體的反射后又被測距儀接收,測距儀同時記錄激光往返的時間。光速和往返時間的乘積的一半,就是測距儀和被測量物體之間的距離。脈沖法測量距離的精度是一般是在+/- 1米左右。另外,此類測距儀的測量盲區(qū)一般是15米左右。
激光測距儀的應用領域主要是那些方面?
  激光測距儀已經(jīng)被廣泛應用于以下領域:電力,水利,通訊,環(huán)境,建筑,地質,警務,消防,爆破,航海,鐵路,反恐/軍事,農業(yè),林業(yè),房地產(chǎn),休閑/戶外運動等。
為什么激光測距儀還有所謂“安全”和“不安全”的區(qū)別?
  顧名思義,激光測距儀是用激光做為主要工作物質來進行工作的。目前,市場上的手持式激光測距儀的工作物質主要有以下幾種:工作波長為905納米和1540納米的半導體激光,工作波長為1064納米的YAG激光。1064納米的波長對人體皮膚和眼睛是害的,特別是如果眼睛不小心接觸到了1064納米波長的激光,對眼睛的傷害可能將是永久性的。所以,在國外,手持激光測距儀中,完全取締了1064納米的激光。在國內,某些廠家還有生產(chǎn)1064納米的激光測距儀。
  對于905納米和1540納米的激光測距儀,我們就稱之為“安全”的。對于1064納米的激光測距儀,由于它對人體具有潛在的危害性,所以我們就稱之為“不安全”的。



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