一文带您深度解读激光传感器

2022-02-18

有很多朋友对激光传感器很感兴趣,今天小编就为大家整理一篇深度解读激光传感器文章,供大家参考。


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激光技术和激光器是二十世纪六十年代出现的最重大的科学技术之一。由于其具有方向性强、亮度高、单色性好等特点,广泛用于工农业生产、国防军事、医学卫激光传感器生、科学研究等方面,如用来测距、精密检测、定位等,还用做长度基准和光频基准。

 

  

激光技术与应用的迅猛发展,已与多个学科相结合,形成新兴的交叉学科,如光电子学、信息光学、激光光谱学、非线性光学、超快激光学、量子光学、光纤光学、导波光学、激光医学、激光生物学、激光化学等。这些交叉技术与新的学科的出现,大大地推动了传统产业和新兴产业的发展,使得激光器的应用范围扩展到几乎国民经济的所有领域。

 

激光传感器是利用激光技术进行测量的传感器,一般是由激光器,光学零件,和光电器件所构成的,它能把被测物理量(如长度,流量,速度等)转换成光信号,然后应用光电转换器把光信号变成电信号,通过相应电路的过滤,放大,整流得到输出信号,从而算出被测量。

 

激光式传感器具有以下优点:结构,原理简单可靠,抗干扰能力强,适应于各种恶劣的工作环境,分辨率较高(如在测量长度时能达到几个纳米),示值误差小,稳定性好,宜用于快速测量。

 

什么是激光

  

激光与普通光不同,需要用激光器产生。激光器的工作物质,在正常状态下,多数原子处于稳定的低能级E1,在适当频率的外界光线的作用下,处于低能级的原子吸收光子能量激发而跃迁到高能级E2。光子能量E=E2-E1=hv,式中h 为普朗克常数,v 为光子频率。反之,在频率为v 的光的诱发下,处于能级E2 的原子会跃迁到低能级释放能量而发光,称为受激辐射。激光器首先使工作物质的原子反常地多数处于高能级(即粒子数反转分布),就能使受激辐射过程占优势,从而使频率为v 的诱发光得到增强,并可通过平行的反射镜形成雪崩式的放大作用而产生大的受激辐射光,简称激光。

 

激光的重要特性

 

1、 高方向性(即高定向性,光速发散角小),激光束在几公里外的扩展范围不过几厘米。

 

2、高单色性,激光的频率宽度比普通光小10 倍以上。

 

3、高亮度,利用激光束会聚更高可产生达几百万度的温度。

 

激光传感器特性及用途

 

激光测长

 

精密测量长度是精密机械制造工业和光学加工工业的关键技术之一。现代长度计量多是利用光波的干涉现象来进行的,其精度主要取决于光的单色性的好坏。激光是最理想的光源,它比以往更好的单色光源(氪-86灯)还纯10万倍。因此激光测长的量程大、精度高。由光学原理可知单色光的更大可测长度 L与波长λ和谱线宽度δ之间的关系是L=λ2/δ。用氪-86灯可测更大长度为38.5厘米,对于较长物体就需分段测量而使精度降低。若用氦氖气体激光器,则更大可测几十公里。一般测量数米之内的长度,其精度可达0.1微米。

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激光测距

 

它的原理与无线电雷达相同,将激光对准目标发射出去后,测量它的往返时间,再乘以光速即得到往返距离。由于激光具有高方向性、高单色性和高功率等优点,这些对于测远距离、判定目标方位、提高接收系统的信噪比、保证测量精度等都是很关键的,因此激光测距仪日益受到重视。在激光测距仪基础上发展起来的激光雷达不仅能测距,而且还可以测目标方位、运运速度和加速度等,已成功地用于人造卫星的测距和跟踪。

 

激光测厚

 

利用三角测距原理,上位于C型架的上、下方分割有一个精密激光测距传感器,由激光器发射出的调制激光打到被测物的表面,通过对线阵 CCD的信号进行采样处理,线阵CCD摄像机在控制电路的控制下同步得到被测物到C型架之间的距离,通过传感器反馈的数据来计算中间被测物的厚度。由于检测是连续进行的,因此就可以得到被测物的连续动态厚度值。

 

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相信大家对于激光传感器有了更深的了解,想了解更多激光传感器知识,敬请期待邦德瑞;另外,我司于四月即将参加由重庆国际博览中心举办的第三十三届国际制冷、空调、供暖、通风及食品冷冻加工展览会,届时大家能在N6A11展位看到我们的身影,我们不见不散哦~

 



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