Как работят лазерните измерватели на разстояние?

Лазерният измервател на разстояние работи чрез измерване на времето, необходимо на импулса на лазерната светлина, за да бъде отразен от целта и върнат на подателя. Това е известно като принцип на "времето на полета", а методът е известен или като "време на полет" или като "импулсно" измерване.

Лазерният измервател на разстоянието излъчва лазерен импулс към целта. След това импулсът се отразява от целта и обратно към изпращащото устройство (в този случай лазерен измервател на разстояние). Този принцип "време на полет" се основава на факта, че лазер светлината пътува с доста постоянна скорост през земната атмосфера. Вътре в глюкомера обикновен компютър бързо изчислява разстоянието до целта. Този метод за изчисляване на разстоянието е в състояние да измери разстоянието от Земята до Луната в рамките на няколко сантиметра. Лазерните измерватели на разстоянието също могат да бъдат наричани „далекомери“ или „лазерни далекомери“.

Разстоянието между измервателния уред и целта се дава чрез D = ct / 2, където c е равно на скоростта на светлината, а t е равно на времето за двупосочно пътуване между измервателния уред и целта. Като се има предвид високата скорост, с която импулсът се движи и фокусът му, това грубо изчисление е много точно на разстояния от фута или мили, но губи точност на много по-близки или по-далечни разстояния.

Лазерите са фокусирани, интензивни лъчи светлина, обикновено с една честота. Те са много полезни за измерване на разстояния, защото пътуват с доста постоянни темпове през атмосферата и пътуват много по-големи разстояния преди разминаването (отслабването и разпространението на лъча светлина) намалява ефикасността на метър. Лазерната светлина също е по-малко вероятно да се разпръсне като бяла светлина, което означава, че лазерната светлина може да измине много по-голямо разстояние, без да губи интензивност. В сравнение с обикновената бяла светлина, лазерният импулс запазва голяма част от първоначалния си интензитет, когато се отразява от целта, което е много важно при изчисляване на разстоянието до обект.

Точността на лазерния разходомер зависи от първоначалния импулс, връщащ се към изпращащото устройство. Въпреки че лазерните лъчи са много тесни и имат високи енергии, те са подложени на същите атмосферни изкривявания, които засягат нормалната бяла светлина. Тези атмосферни изкривявания могат да затруднят точното отчитане на разстоянието на обект в близост до зеленина или на големи разстояния от повече от 1 километър в пустинен терен. Също така различните материали отразяват светлината в по-голяма или по-малка степен. Материал, който има тенденция да абсорбира или разсейва светлина (дифузия), намалява вероятността оригиналният лазерен импулс да бъде отразен обратно за изчисление. В случаите, когато целта има дифузно отражение, трябва да се използва лазерен измервател на разстояние, използващ „метод на фазово изместване“.

За да се гарантира надеждност, лазерните измерватели на разстояние използват някакъв метод за минимизиране на фоновата светлина. Твърде много фонова светлина може да попречи на измерването, когато сензорът обърка някаква част от фоновата светлина за отразения лазерен импулс, което води до фалшиво отчитане на разстояние. Например, лазерен измервател на разстояние, предназначен за използване в антарктически условия, където се очаква интензивна фонова светлина, използва a комбинация от филтри с тясна честотна лента, разделени честоти на лъча и много малък ирис, за да се блокират толкова много смущения от фоновата светлина колкото е възможно.

Лазерните измерватели на разстояние и далекомери имат голямо разнообразие от приложения, от създаването на карти до спорта. Те могат да се използват за създаване на карти на океанското дъно или топографски карти, изчистени от растителност. Те се използват във военните за осигуряване на точно разстояние до цели за снайперисти или артилерия, за разузнаване и за инженерство. Инженерите и дизайнерите използват лазерни измерватели на разстояние за конструиране на 3D модели на обекти. Стрелците, ловците и голфърите наемат далекомери, за да изчислят разстоянието до целта.