En laseravståndsmätare fungerar genom att mäta den tid det tar en puls av laserljus att reflekteras från ett mål och returneras till avsändaren. Detta är känt som "flygtid" -principen, och metoden är antingen känd som "flygtid" eller "puls" -mätning.
Funktionsprincip
En laseravståndsmätare avger en laserpuls vid ett mål. Pulsen reflekteras sedan från målet och tillbaka till den sändande enheten (i detta fall en laseravståndsmätare). Denna "flygtid" -princip är baserad på det faktum att laser ljus reser med ganska konstant hastighet genom jordens atmosfär. Inuti mätaren beräknar en enkel dator snabbt avståndet till målet. Denna metod för avståndsberäkning kan mäta avståndet från jorden till månen inom några centimeter. Laseravståndsmätare kan också kallas "avståndsmätare" eller "avståndsmätare för laser."
Beräkna avstånd
Avståndet mellan mätaren och målet ges av D = ct / 2, där c är lika med ljusets hastighet och t är lika med tiden för tur och retur mellan mätaren och målet. Med tanke på den höga hastigheten med vilken pulsen rör sig och dess fokus är denna grova beräkning mycket exakt över avstånd av fot eller mil men förlorar noggrannhet över mycket närmare eller längre avstånd.
Varför lasrar?
Lasrar är fokuserade, intensiva ljusstrålar, vanligtvis med en enda frekvens. De är mycket användbara för att mäta avstånd eftersom de reser i relativt konstanta hastigheter genom atmosfären och reser mycket längre avstånd före divergens (försvagning och spridning av en ljusstråle) minskar effektiviteten hos meter. Det är också mindre troligt att laserljus sprids som vitt ljus, vilket innebär att laserljus kan färdas ett mycket större avstånd utan att förlora intensiteten. Jämfört med vanligt vitt ljus behåller en laserpuls mycket av sin ursprungliga intensitet när den reflekteras från målet, vilket är mycket viktigt vid beräkning av avstånd till ett objekt.
Överväganden
Noggrannheten för en laseravståndsmätare beror på att originalpulsen återvänder till den sändande enheten. Även om laserstrålar är mycket smala och har höga energier, utsätts de för samma atmosfäriska snedvridningar som påverkar normalt vitt ljus. Dessa atmosfäriska snedvridningar kan göra det svårt att få en exakt avläsning av ett objekts avstånd nära grönska eller över långa avstånd på mer än 1 kilometer i ökenterräng. Olika material reflekterar också ljus i större eller mindre grad. Ett material som tenderar att absorbera eller sprida ljus (diffusion) minskar sannolikheten för att den ursprungliga laserpulsen kan reflekteras tillbaka för beräkning. I fall där målet har diffus reflektion, bör en laseravståndsmätare med en ”fasförskjutningsmetod” användas.
Ta emot optik
För att säkerställa tillförlitlighet använder laseravståndsmätare någon metod för att minimera bakgrundsljus. För mycket bakgrundsljus kan störa mätningen när sensorn misstag någon del av bakgrundsljuset för den reflekterade laserpulsen, vilket resulterar i en falsk avståndsavläsning. Till exempel använder en laseravståndsmätare avsedd för användning under antarktiska förhållanden, där intensivt bakgrundsljus förväntas, a kombination av smala bandbreddsfilter, delade strålningsfrekvenser och en mycket liten iris för att blockera så mycket störningar från bakgrundsljus som möjligt.
Applikationer
Laseravståndsmätare och avståndsmätare har en mängd olika användningsområden, från kartläggning till sport. De kan användas för att skapa kartor över havsbotten eller topografikartor rensade från vegetation. De används i militären för att ge exakt avstånd till mål för prickskyttar eller artilleri, för spaning och för teknik. Ingenjörer och designers använder laseravståndsmätare för att konstruera 3D-modeller av objekt. Bågskyttar, jägare och golfare använder alla räckviddssökare för att beräkna avståndet till målet.