Pengukuran laser (Frequency Modulated Continuous Wave, atau FMCW) ialah teknik pengukuran laser yang biasa digunakan untuk mengukur jarak dan kelajuan. Berikut ialah penerangan terperinci tentang prinsip, kelebihan, kelemahan dan ciri-ciri pengukuran laser FMCW, serta landskap dan industri aplikasinya.
1. Prinsip pengukuran laser FMCW:
Teknologi pengukuran laser FMCW adalah berdasarkan prinsip gelombang berterusan termodulat frekuensi (FMCW), yang menggunakan isyarat modulasi frekuensi yang lebih linear kepada pancaran keluaran laser, biasanya tanjakan linear atau isyarat ayunan tak linear. Isyarat modulasi ini dihantar ke peranti julat (cth, cermin penterjemah skala nano atau penjana elektronik gelombang mikro gigahertz), dan perbezaan frekuensi antara isyarat yang dikembalikan melalui pantulan dan isyarat yang dihantar boleh digunakan untuk mengukur jarak objek dari laser. .
Prosedurnya adalah seperti berikut:
a. Memancarkan pancaran laser: Laser memancarkan pancaran laser dan menggunakan isyarat modulasi frekuensi pada pancaran laser.
b. Terima isyarat yang dipantulkan: pancaran laser bersinar pada objek sasaran dan memantul kembali untuk membentuk isyarat laser yang dipantulkan daripada objek. c. Pemprosesan pengadun: isyarat modulasi frekuensi dihantar dari pancaran laser ke objek sasaran.
c. Pemprosesan Pengadun: Campurkan isyarat yang dihantar dan dipantulkan untuk mendapatkan perbezaan frekuensi.
d. Pengiraan jarak: menggunakan perbezaan frekuensi dan julat cerun atau tekanan ayunan isyarat modulasi, digabungkan dengan pengiraan kelajuan, jarak dari objek sasaran ke sistem pengukuran laser boleh diperolehi.
Gambar
2. Kelebihan, keburukan dan ciri pengukuran laser FMCW:
- Kelebihan:
a. Pengukuran Ketepatan Tinggi: Teknologi pengukuran laser FMCW mempunyai ketepatan pengukuran yang tinggi dan mampu mencapai ketepatan ukuran jarak sub-milimeter atau sub-nanometer.
b. Teknologi pengukuran laser FMCW Kelajuan Pengukuran Tinggi menggunakan isyarat gelombang berterusan, yang boleh merealisasikan pengukuran berkelajuan tinggi, sesuai untuk senario aplikasi yang memerlukan pemerolehan data pantas Kebolehsuaian: Disebabkan oleh sifat reflektif cahaya laser yang berbeza daripada objek yang berbeza, teknologi pengukuran laser FMCW boleh menyesuaikan diri secara adaptif. laraskan julat julat dan kepekaan pengesanan apabila mencerminkan pada permukaan objek yang berbeza.
c. Dalam FMCW LIDAR, kanta optik dan komponen pengimbasan boleh didayakan cip dalam kes yang paling ideal.
- Kelemahan:
a. Sistem yang kompleks: Teknologi pengukuran laser FMCW memerlukan perkakasan kompleks dan algoritma pemprosesan isyarat, yang lebih mahal berbanding ukuran lain.
b. Dipengaruhi oleh persekitaran Dalam persekitaran tertentu (cth, cahaya terang, hujan, salji, kelabu, dsb.), pancaran laser mungkin terganggu, menjejaskan ketepatan keputusan pengukuran.
Penderia Jarak dan Getaran Laser FMCW
Parameter Teknikal Pengukuran Getaran
Parameter Teknikal Pengukuran Jarak
- Ciri-ciri:
a. Bukan hubungan: Teknologi pengukuran laser FMCW adalah kaedah pengukuran bukan hubungan, tidak perlu bersentuhan dengan objek boleh diukur, sesuai untuk senario aplikasi sampel yang tidak merosakkan.
b. Elektronik sepenuhnya: Sistem pengukuran laser FMCW boleh merealisasikan kawalan elektronik sepenuhnya dan pemprosesan data, mudah untuk disepadukan dan kawalan automasi.
3. Senario dan industri aplikasi pengukuran laser FMCW:
Teknologi pengukuran laser FMCW digunakan secara meluas dalam bidang berikut:
a. Automasi industri: cth navigasi robot, penyetempatan dan pengukuran, pemprosesan dan pemeriksaan bahan, pemeriksaan dimensi pada barisan pengeluaran automatik.
b. Pemetaan penderiaan jauh: untuk pemodelan rupa bumi pembinaan semula 3D, Sistem Maklumat Geografi (GIS), aplikasi ukur dan pemantauan.
c. Industri automotif: cth pengesanan kedudukan tempat duduk kenderaan, sistem bantuan pemandu pintar, teknologi bantuan keselamatan memandu, dsb.
d. Tenaga dan alam sekitar: untuk mengukur kelajuan angin, pengukuran pencemar atmosfera, dsb.
e. Bidang perubatan: seperti pemeriksaan visual, tisu navigasi pembedahan dan pengukuran aliran darah.
Ringkasnya, teknologi pengukuran laser FMCW mempunyai ketepatan tinggi dan kelajuan pengukuran tinggi dan kebolehsuaian, digunakan secara meluas dalam automasi industri, pengukuran penderiaan jauh, industri automotif, tenaga dan alam sekitar dan bidang perubatan dan bidang lain.
