Quel est le principe du capteur laser ?

Oct 01, 2023 Laisser un message

A Capteur laserest un appareil qui utilise la technologie laser pour la mesure et la détection. Ils émettent des faisceaux laser et reçoivent des signaux laser réfléchis pour obtenir la position, la forme, la distance, la vitesse ou d'autres informations connexes de l'objet cible.

 

Les capteurs laser comprennent généralement les composants principaux suivants :
Émetteur laser : L'émetteur laser du capteur laser est chargé de générer un faisceau laser monochromatique de haute pureté. Les types de laser couramment utilisés comprennent les diodes laser, les lasers CO2, etc.
Récepteur : Le récepteur est utilisé pour recevoir le signal laser réfléchi. Il comprend généralement un élément photosensible (tel qu'une photodiode, un tube photomultiplicateur) et des circuits appropriés pour convertir le signal optique en signal électrique.
Système optique : Le système optique est principalement responsable de la focalisation, de l’expansion ou de la conception de chemins optiques spécifiques des faisceaux laser pour répondre aux différentes exigences des applications.
Unité de traitement et de contrôle du signal : le capteur laser traite et analyse le signal laser reçu via l'unité de traitement et de contrôle du signal et fournit la sortie correspondante selon les besoins.

 

Les capteurs laser peuvent être utilisés dans de nombreux domaines, notamment l'automatisation industrielle, la mesure et l'inspection, la mesure de distance, la navigation de robots, le balayage tridimensionnel, etc. Par exemple, les capteurs de télémétrie laser peuvent être utilisés pour mesurer la distance entre un objet et le capteur, et le lidar peut être utilisé pour permettre la perception de l'environnement et la construction de cartes. Étant donné que le laser présente des caractéristiques de focalisation, de directivité et de contrôlabilité élevées, les capteurs laser jouent un rôle important dans de nombreuses applications.

 

Classification des capteurs laser
Classification des capteurs laser : Selon le matériau de travail, il existe quatre types de lasers.
1. Laser à semi-conducteurs : son matériau de travail est solide. Les plus courants incluent les lasers émeraude, les lasers sensibles à grenat d'aluminium (c'est-à-dire les lasers YAG) et les lasers à verre. Leurs structures sont fondamentalement les mêmes, et ils sont petits et solides. Les lasers à verre sont des appareils dotés d'une puissance d'impulsion plus élevée, atteignant des dizaines de mégawatts.
2. Laser à gaz : sa substance active est le gaz. Il existe désormais divers lasers à atomes de gaz, ions, vapeurs métalliques et molécules de gaz. Les plus courants incluent les lasers au dioxyde de carbone, les lasers à l'ammoniac et les lasers au monoxyde de carbone, tels que les tubes à décharge généraux, qui présentent les caractéristiques d'une sortie stable, d'une bonne monochromaticité, d'une longue durée de vie, d'une faible puissance et d'un faible rendement de conversion.
3. Laser liquide : Il peut être divisé en laser intégré, laser liquide organique et laser à colorant organique. Le plus important est le laser à colorant organique, caractérisé par une longueur d'onde réglable en continu.
4. Laser à semi-conducteur, qui est un laser relativement jeune, parmi lequel le plus complet est le laser à miroir de confirmation, caractérisé par un rendement élevé, une petite taille, un poids léger et une structure compacte. Il convient aux avions, aux navires, aux chars et à l'infanterie. apporter. Peut être transformé en télémètres et viseurs. Mais la puissance est moindre. , l'orientation est mauvaise et la température de fonctionnement a une grande influence.

 

Avantages et inconvénients des capteurs laser
Permettez-moi d’abord de parler des avantages de la détection laser. Étant donné que les caractéristiques linéaires du laser sont très bonnes, l'utilisation du laser pour mesurer si un objet est déplacé en position horizontale produira des résultats de mesure très précis.

Cependant, dans la vie réelle, de nombreux facteurs de l'environnement de mesure réel sont sensibles aux interférences externes, de sorte que les résultats de mesure diffèrent souvent considérablement des valeurs correctes. Dans le même temps, l'équipement de génération laser est également relativement complexe et le capteur laser est relativement grand, de sorte que le capteur laser La gamme d'applications et les conditions de certaines applications sont exigeantes. C’est aussi le plus gros défaut des capteurs laser.

 

Comment fonctionnent les capteurs laser.
Lorsque le capteur laser fonctionne, il émet d'abord des impulsions laser sur la cible via la diode électroluminescente laser. Une fois que le laser atteint la cible, il est réfléchi puis diffusé dans toutes les directions. Une partie de la lumière diffusée est reçue par le récepteur de détection et transmise à la photodiode via le système optique. Une photodiode est en fait un capteur optique doté d'une fonction d'amplification interne capable de détecter des signaux lumineux très faibles et de convertir les signaux lumineux en signaux électriques correspondants. Le capteur de télémétrie laser est un capteur de télémétrie courant parmi les capteurs laser. Il peut déterminer la distance cible en enregistrant et en traitant le temps aller-retour des impulsions lumineuses. Mais comme la lumière se déplace si vite, les capteurs laser doivent déterminer le temps de transmission avec une grande précision.

Bien que le principe de la télémétrie laser soit très simple, la structure du capteur laser n'est pas compliquée. Cependant, dans le passé, les capteurs laser étaient principalement utilisés dans les domaines de la recherche militaire et scientifique, et il existait peu d'exemples d'application dans le domaine de l'automatisation industrielle. En effet, les capteurs laser sont chers. Un capteur de télémétrie laser ordinaire coûte des milliers de dollars.

En fait, tous les utilisateurs industriels recherchent un capteur capable d’effectuer des opérations de détection précises sur de longues distances. Étant donné que dans de nombreux cas, l'installation de capteurs à courte distance est limitée par l'emplacement réel et l'environnement de production, les capteurs de télémétrie laser actuels peuvent aider les ingénieurs à résoudre ce problème.

 

Qu'est-ce qu'un capteur de télémétrie laser ?
Un capteur de télémétrie laser est un appareil qui mesure la distance d'un objet. Il utilise le temps nécessaire à la réflexion du faisceau laser pour mesurer la distance. Il fonctionne en émettant une impulsion de lumière extrêmement courte qui se propage dans l'air et s'étend jusqu'à ce qu'elle rencontre une surface réfléchissante, telle qu'un mur, une surface d'objet, etc. Lorsque l'impulsion lumineuse est réfléchie, le capteur calcule la valeur de l'impulsion lumineuse. temps de trajet et le convertit en mesure de distance.

 

Les capteurs de télémétrie laser sont utilisés dans un large éventail d'industries et peuvent être utilisés dans de nombreuses applications différentes, notamment l'architecture, la décoration intérieure, la robotique, l'automobile, la fabrication, etc. Dans le secteur de la construction, les capteurs laser sont largement utilisés pour mesurer la hauteur, la largeur, la profondeur et d'autres dimensions des bâtiments, ainsi que pour dessiner des cartes et des plans d'étage. En design d'intérieur, les capteurs laser peuvent être utilisés pour mesurer les dimensions d'une pièce afin d'aider les concepteurs à déterminer la taille et l'emplacement des meubles et des décorations. Les capteurs de télémétrie laser peuvent également être utilisés pour mesurer la distance d’une voiture et l’aider à maintenir une distance de sécurité.

 

Il existe de nombreux types différents de capteurs de télémétrie laser, notamment les capteurs de télémétrie laser triangulaires, les capteurs de télémétrie laser à phase, les capteurs de télémétrie laser modulés numériques, etc. Ces capteurs ont une précision de mesure et des plages de mesure différentes, et le type approprié peut être sélectionné en fonction des différentes exigences de l'application.

 

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