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技術(shù)文章

激光傳感器工作原理

作者:   發(fā)布時間:2014/4/10 14:39:30   瀏覽次數(shù):3215
激光傳感器工作原理
激光傳感器它是由激光器、激光檢測器和測量電路組成。激光傳感器是新型測量儀表,它的優(yōu)點是能實現(xiàn)無接觸遠距離測量,速度快,精度高,量程大,抗光、電干擾能力強等。

激光器按工作物質(zhì)可分為4種:
1.固體激光器:它的工作物質(zhì)是固體。常用的有紅寶石激光器、摻釹的釔鋁石榴石激光器 (即YAG激光器)和釹玻璃激光器等。它們的結(jié)構(gòu)大致相同,特點是小而堅固、功率高,釹玻璃激光器是目前脈沖輸出功率最高的器件,已達到數(shù)十兆瓦。
2.氣體激光器:它的工作物質(zhì)為氣體。現(xiàn)已有各種氣體原子、離子、金屬蒸氣、氣體分子激光器。常用的有二氧化碳激光器、氦氖激光器和一氧化碳激光器,其形狀如普通放電管,特點是輸出穩(wěn)定,單色性好,壽命長,但功率較小,轉(zhuǎn)換效率較低。
3.液體激光器:它又可分為螯合物激光器、無機液體激光器和有機染料激光器,其中最重要的是有機染料激光器,它的最大特點是波長連續(xù)可調(diào)。
4.半導(dǎo)體激光器:它是較年輕的一種激光器,其中較成熟的是砷化鎵激光器。特點是效率高、體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡單,適宜于在飛機、快艦等??芍瞥蓽y距儀和瞄準(zhǔn)器。但輸出功率較小、定向性較差、受環(huán)境溫度影響較大


激光傳感器的應(yīng)用
  利用激光的高方向性、高單色性和高亮度等特點可實現(xiàn)無接觸遠距離測量。激光傳感器常用于長度、距離、振動、速度、方位等物理量的測量,還可用于探傷和大氣污染物的監(jiān)測等。


激光測長
  精密測量長度是精密機械制造工業(yè)和光學(xué)加工工業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)之一?,F(xiàn)代長度計量多是利用光波的干涉現(xiàn)象來進行的,其精度主要取決于光的單色性的好壞。激光是最理想的光源,它比以往最好的單色光源(氪-86燈)還純10萬倍。因此激光測長的量程大、精度高。
  
激光測速
它也是基多普勒原理的一種激光測速方法,用得較多的是激光多普勒流速計(見激光流量計),它可以測量風(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。

激光測振
  它基于多普勒原理測量物體的振動速度。多普勒原理是指:若波源或接收波的觀察者相對于傳播波的媒質(zhì)而運動,那么觀察者所測到的頻率不僅取決于波源發(fā)出的振動頻率而且還取決于波源或觀察者的運動速度的大小和方向。所測頻率與波源的頻率之差稱為多普勒頻移。

激光測距

  它的原理與無線電雷達相同,將激光對準(zhǔn)目標(biāo)發(fā)射出去后,測量它的往返時間,再乘以光速即得到往返距離。由于激光具有高方向性、高單色性和高功率等優(yōu)點,這些對于測遠距離、判定目標(biāo)方位、提高接收系統(tǒng)的信噪比、保證測量精度等都是很關(guān)鍵的,因此激光測距儀日益受到重視。在激光測距儀基礎(chǔ)上發(fā)展起來的激光雷達不僅能測距,而且還可以測目標(biāo)方位、運運速度和加速度等,已成功地用于人造衛(wèi)星的測距和跟蹤。

激光傳感器工作原理


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