Lasersko mjerenje (frekvencijski modulirani kontinuirani val ili FMCW) laserska je mjerna tehnika koja se obično koristi za mjerenje udaljenosti i brzine. Slijedi detaljan opis principa, prednosti, nedostataka i karakteristika FMCW laserskog mjerenja, kao i njegove primjene i industrije.
1. Princip FMCW laserskog mjerenja:
FMCW laserska mjerna tehnologija temelji se na principu frekvencijski moduliranog kontinuiranog vala (FMCW), koji primjenjuje linearniji signal frekvencijske modulacije na lasersku izlaznu zraku, obično linearnu rampu ili nelinearni signal ljuljanja. Ovaj modulacijski signal šalje se uređaju za mjerenje dometa (npr. zrcalo translatora u nanoskali ili gigahercni mikrovalni elektronički generator), a razlika u frekvenciji između signala vraćenog refleksijom i odaslanog signala može se koristiti za mjerenje udaljenosti objekta od lasera. .
Postupak je sljedeći:
a. Emitiranje laserske zrake: Laser emitira lasersku zraku i primjenjuje signal frekvencijske modulacije na lasersku zraku.
b. Primite reflektirani signal: laserska zraka obasjava ciljani objekt i reflektira se natrag u obliku laserskog signala reflektiranog od objekta. c. Obrada miksera: signal frekvencijske modulacije prenosi se od laserske zrake do ciljnog objekta.
c. Obrada miksera: Miješajte emitirane i reflektirane signale kako biste dobili razliku frekvencija.
d. Izračun udaljenosti: korištenjem razlike frekvencija i nagiba ili raspona promjene tlaka modulirajućeg signala, u kombinaciji s izračunom brzine, može se dobiti udaljenost od ciljnog objekta do laserskog mjernog sustava.
Slika
2. Prednosti, nedostaci i karakteristike FMCW laserskog mjerenja:
- Prednosti:
a. Visoka točnost mjerenja: FMCW laserska mjerna tehnologija ima visoku točnost mjerenja i sposobna je postići sub-milimetarsku ili čak sub-nanometarsku točnost mjerenja udaljenosti.
b. Laserska mjerna tehnologija velike brzine mjerenja FMCW koristi kontinuirane valne signale, koji mogu ostvariti mjerenja velike brzine, prikladna za scenarije primjene koji zahtijevaju brzo prikupljanje podataka Prilagodljivost: Zbog različitih svojstava refleksije laserskog svjetla iz različitih objekata, tehnologija laserskog mjerenja FMCW može prilagodljivo prilagoditi raspon dometa i osjetljivost detekcije pri refleksiji na površini različitih objekata.
c. U FMCW LIDAR-u, čak i optičke leće i komponente za skeniranje mogu biti omogućene čipom u najidealnijem slučaju.
- Nedostaci:
a. Složen sustav: FMCW laserska mjerna tehnologija zahtijeva složen hardver i algoritme za obradu signala, koji su skuplji u usporedbi s drugim mjerenjima.
b. Pod utjecajem okoline U određenim okolinama (npr. jako svjetlo, kiša, snijeg, sivilo, itd.), laserska zraka može biti poremećena, što utječe na točnost rezultata mjerenja.
FMCW laserski senzor udaljenosti i vibracija
Tehnički parametri mjerenja vibracija
Tehnički parametri mjerenja udaljenosti
- Karakteristike:
a. Beskontaktno: FMCW laserska mjerna tehnologija je beskontaktna metoda mjerenja, može se mjeriti bez potrebe za kontaktom s objektom, pogodna za scenarije primjene uzoraka bez razaranja.
b. Potpuno elektronički: FMCW laserski mjerni sustav može ostvariti potpuno elektroničku kontrolu i obradu podataka, jednostavan za integraciju i automatiziranu kontrolu.
3. Scenariji primjene FMCW laserskog mjerenja i industrija:
FMCW laserska mjerna tehnologija naširoko se koristi u sljedećim područjima:
a. Industrijska automatizacija: npr. robotska navigacija, lokalizacija i mjerenje, obrada materijala i inspekcija, dimenzionalna inspekcija na automatiziranim proizvodnim linijama.
b. Kartiranje pomoću daljinske detekcije: za modeliranje terena, 3D rekonstrukciju, Geografske informacijske sustave (GIS), aplikacije za mjerenje i praćenje.
c. Automobilska industrija: npr. detekcija položaja sjedenja u vozilu, inteligentni sustavi za pomoć u vožnji, tehnologije za pomoć u sigurnoj vožnji itd.
d. Energija i okoliš: za mjerenje brzine vjetra, mjerenje atmosferskih zagađivača itd.
e. Medicinsko područje: kao što je vizualni pregled, kirurška navigacija tkiva i mjerenje protoka krvi.
Ukratko, FMCW laserska mjerna tehnologija ima visoku preciznost i veliku brzinu mjerenja i prilagodljivost, naširoko se koristi u industrijskoj automatizaciji, daljinskim mjerenjima, automobilskoj industriji, energetici i okolišu te medicinskom polju i drugim poljima.
