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    激光測距儀

    發布時間: 2017-03-03 17:41 

    激光測距儀,是利用調制激光的某個參數實現對目標的距離測量的儀器。按照測距方法分為相位法測距儀和脈沖法測距儀,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射到接收的時間,計算出從觀測者到目標的距離。相位法激光測距儀是利用檢測發射光和反射光在空間中傳播時發生的相位差來檢測距離的。激光測距儀重量輕、體積小、操作簡單速度快而******,其誤差僅為其它光學測距儀的五分之一到數百分之一,右圖中,為典型的相位法測距儀和脈沖法測距儀圖。

    原理編輯

    1.利用紅外線測距或激光測距的原理

    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,通常是測定連續波的相位,稱為測相式測距儀。當然,也有脈沖式測距儀。

    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.測物體平面必須與光線垂直

    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******距離。

    3.可以測物體平面為漫反射

    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.脈沖法激光測距儀娛樂級產品可以達到顯示精度1米,測量精度±1米,測量級產品顯示精度0.1米,測量精度±0.15米。

    5.相位式激光測距儀精度可達到1毫米誤差,適合各種高精度測量用途。

    望遠鏡式激光測距儀

    這類測距儀通常采用脈沖法,一般在精度1米左右,中端產品精度可以達到0.5米,2015年之后產生了精度可以達到0.3米的***新產品,光學放大倍率可以達到6~9倍。主要應用范圍為野外建筑,環境勘察,建立基站,等需要野外長距離測量的情況。

    主要品牌有:美國博士能BUSHNELL測距儀,里奧波特Leupold測距儀,紐康NEWCON測距儀,日本尼康NIKON測距儀,德國奧卡OPTI-LOGIC測距儀, 美國LTI測距儀, 以及IMPULSE英柏斯測距儀,TRUPULSE圖帕斯系列測距儀。

    激光器不具備防摔的功能,所以激光測距儀很容易摔壞發光器。

    激光測距儀技術參數:

    操作溫度:-10℃~+50℃

    探測頻率:1/6~1/3HZ

    激光類型:半導體激光器

    觀查視野:6.5°

    Magnification:7*

    Dustproof,waterproof,shockproof

    應用

    手持激光測距儀在房屋丈量應用 房屋丈量一直是房管部門既關心又費心的工作,房屋勘丈面積圖是直接作為產權證的附圖,具有法律效力。它不僅是直接面對老百姓,而且直接關系到老百姓的經濟利益,所以房屋丈量誤差的控制尤為顯得重要,按照以往的習慣利用皮尺或鋼卷尺進行建筑面積,使用面積的丈量,雖然也可以滿足基本要求,然而在長距離測量,測層高,不易到達地的測量上存在較大誤差,而且存在勞動強度大工作繁雜等缺點,在高新技術快速發展的今天,如此原始,傳統的測量方式,已明顯的不符合當今信息化社會快速,高效的要求。 為此,在引進了手持式激光測距儀后,經過幾個月的

    實際使用,總體認為該儀器特別適用于建筑結構復雜,中高層、長距離的房屋的測量。使用簡便,測量數據******(三毫米精度),工作效率提高(可非接觸測量),******拋棄了一根皮尺(或鋼卷尺)丈量房屋的方法,減少勘丈誤差,******了面積量算精度,量算結果使業主更加信服。當然該儀器也有亟待提高的方面,如在陽光強烈照耀下,長距離目標物體較難看清,需借助望遠鏡等附件。另外,每次測量時校準水準氣泡較費力,******能自動校準??傊殖旨す鉁y距儀還是有較多的應用場合的。

    相位式激光測距儀

    相位式激光測距儀是利用激光束進行幅度調制并測定調制光往返測線一次所產生的相位延遲,再根據調制光的波長,換算此相位延遲所代表的距離。即用間接方法測定出光經往返測線所需的時間。

    相位式激光測距儀一般應用在精密測距中。由于其精度高,一般為毫米級,為了有效的反射信號,并使測定的目標限制在與儀器精度相稱的某一特定點上,對這種測距儀都配置了被稱為合作目標的反射鏡。

    若調制光角頻率為ω,在待測量距離D上往返一次產生的相位延遲為φ,則對應時間t 可表示為:

    t=φ/ω

    將此關系代入(3-6)式距離D可表示為

    D=1/2 ct=1/2 c·φ/ω=c/(4πf) (Nπ+Δφ)

    =c/4f (N+ΔN)=U(N+)

    式中:

    φ——信號往返測線一次產生的總的相位延遲。

    ω——調制信號的角頻率,ω=2πf。

    U——單位長度,數值等于1/4調制波長

    N——測線所包含調制半波長個數。

    Δφ——信號往返測線一次產生相位延遲不足π部分。

    ΔN——測線所包含調制波不足半波長的小數部分。

    ΔN=φ/ω

    在給定調制和標準大氣條件下,頻率c/(4πf)是一個常數,此時距離的測量變成了測線所包含半波長個數的測量和不足半波長的小數部分的測量即測N或φ,由于近代精密機械加工技術和無線電測相技術的發展,已使φ的測量達到很高的精度。

    為了測得不足π的相角φ,可以通過不同的方法來進行測量,通常應用***多的是延遲測相和數字測相,短程激光測距儀均采用數字測相原理來求得φ。

    由上所述一般情況下相位式激光測距儀使用連續發射帶調制信號的激光束,為了獲得測距高精度還需配置合作目標,而推出的手持式激光測距儀是脈沖式激光測距儀中又一新型測距儀,它不僅體積小、重量輕,還采用數字測相脈沖展寬細分技術,無需合作目標即可達到毫米級精度,測程已經超過100m,且能快速******地直接顯示距離。是短程精度精密工程測量、房屋建筑面積測量中***新型的長度計量標準器具?,F應用***多的是leica公司生產的DISTO系列手持式激光測距儀。

    手持式激光測距儀使用注意事項

    DISTO及其他手持式激光測距儀,由于采用激光進行距離測量,而脈沖激光束是能量非常集中的單色光源,所以在使用時不要用眼對準發射口直視,也不要用瞄準望遠鏡觀察光滑反射面,以免傷害人的眼睛。一定要按儀器說明書中安全操作規范進行測量。野外測量時不可將儀器發射口直接對準太陽以免燒壞儀器光敏元件。

    LDM4X激光測距儀是國外使用比較廣泛的一種,配有的大量程激光測距、測速傳感器基于激光脈沖反射時差法原理,適用大量程測量,具有很高的響應頻率,能適用惡劣的工業環境等特點。結實的金屬外科,使其能工作在有害氣體環境,安全保護等級IP67,安裝維護方便。

    應用

    將安裝在抓斗式卸船機的駕駛室下方,激光器垂直向下進行掃描。系統***緒以后,由控制系統發出啟動命令。激光器高速發出短促激光脈沖,對下方區域以極小的角度分辨率逐點進行測量。大量的測量數據點被軟件采集后,被轉化為三維空間內的點云數據,再通過特殊的數據處理算法,將激光器采集的數據轉換為物料的位置和輪廓信息。將這些信息輸出給上層控制系統,控制系統判別下一個抓料點后,由執行系統完成抓取。

    方法

    1 輕觸啟動/測量鍵,開啟測距儀。

    2 按需要以加或減鍵更換測量基準邊(只對單次測量有效),A—前沿;B—儀器支架;C—后沿。

    3 用激光瞄準目標,再次輕觸啟動/測量鍵,紀錄測量值。

    4 測量完畢,按下清除鍵直到初始畫面出現。同時按下加和減鍵關閉測距儀。

    5 90秒無工作指令的情況下,測距儀會自動關機。

    6 利用標準距離可對測距儀進行自校,并可通過Offset菜單項進行修正。

    日常維護編輯

    激光測距儀使用時需要注意的問題: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,一般激光測距儀不具防水功能,所以需要注意防水。***新的美國里奧波特激光測距儀,由于在美國當地主要適用于戶外狩獵愛好者,所以制作之處的優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光器。

    激光測距儀維護:

    ① 經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。

    使用方法編輯

    激光安全警示和使用注意事項 激光器是強度很高的光源輻射器件,大功率的激光器可以用于切割焊接金屬材料,所以激光對人體,特別是人眼有嚴重傷害,使用時需特別小心。

    國際上對激光有統一的分類和統一的安全警示標志,激光器分為四類(Class1~C

    激光測距儀

    激光測距儀

    lass4),一類激光器對人是安全的,二類激光器對人有較輕的傷害,三類以上的激光器對人有嚴重傷害,使用時需特別注意,避免對人眼直射。

    上世紀九十年代初,歐美等幾大公司相繼生產出可供商用的半導體激光二極管,使激光的實際應用價值發生了革命性的******。其他種類的激光器由于產生激光的機理過于復雜,使其體積,重量特別大,功耗高等原因,大大限制了激光的應用。而半導體激光器的出現使這些問題迎刃而解。隨著半導體激光器的技術進一步成熟,******逐步降低,其應用批量和應用領域不斷擴大,應用前景好。 半導體激光器體積小、重量輕、******性高、轉換效率高、功耗低、驅動電源簡單、能直接調制、結構簡單、******低廉、使用安全、其應用領域非常廣泛。如光存儲、激光打印、激光照排、激光測距、條碼掃描、工業探測、測試測量儀器、激光顯示、醫療儀器、軍事、安防、野外探測、建筑類掃平及標線類儀器、實驗室及教學演示、舞臺燈光及激光表演、激光水平尺及各種標線定位等。 半導體激光器的一些獨特優點使之非常適合于軍事上的應用,如野外測距、槍炮等的瞄準、射擊模擬系統、致盲、對潛通信制導、引信、安防等。由于可用普通電池驅動,使一些便攜式武器設備配置成為可能。

    已開發出并投放市場的半導體激光器的波段有370nm、390nm、405nm、430nm、480nm、635nm、650nm、670nm、780nm、808nm、850nm、980nm、1310nm、1550nm等,其中1310nm、1550nm主要用于光纖通訊領域。405nm - 670nm為可見光波段,780nm - 1550nm為紅外光波段,390nm - 370nm為紫外光波段。高新的產品、專業的技術******測距行業的潮流。


     
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