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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(jié)為測量光往返目標(biāo)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(dāng)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(diào)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(qiáng)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(yán)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(shù)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(zhì)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(biāo)和參考點之間的距離。

相位測距法是通過強(qiáng)度調(diào)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(diào)制光波的相位變化量(rad); f為調(diào)制頻率(Hz)。

光的往返傳播時間得到后,目標(biāo)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(biāo)至參考點距離(m);c為光波傳播速度(m/s);λ為調(diào)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(biāo)的距離。因此相位測距可理解為以調(diào)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(diào)制激光的某個參數(shù)對目標(biāo)的距離進(jìn)行準(zhǔn)確測定的儀器。脈沖式激光測距儀是在工作時向目標(biāo)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(biāo)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(biāo)的距離。
    激光測距儀不能對準(zhǔn)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(dāng)?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(hù):
    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(yīng)使用柔軟的干布。嚴(yán)禁用硬物刻劃,以免損壞光學(xué)性能。
    ③本機(jī)為光、機(jī)、電一體化高精密儀器,使用中應(yīng)小心輕放,嚴(yán)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(yīng)用領(lǐng)域主要是那些方面?
  激光測距儀已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于以下領(lǐng)域:電力,水利,通訊,環(huán)境,建筑,地質(zhì),警務(wù),消防,爆破,航海,鐵路,反恐/軍事,農(nóng)業(yè),林業(yè),房地產(chǎn),休閑/戶外運(yùn)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(zhì)來進(jìn)行工作的。目前,市場上的手持式激光測距儀的工作物質(zhì)主要有以下幾種:工作波長為905納米和1540納米的半導(dǎo)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(nèi),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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