เครื่องวัดระยะเลเซอร์ทำงานอย่างไร

เครื่องวัดระยะด้วยเลเซอร์ทำงานโดยใช้การวัดเวลาที่ต้องใช้แสงเลเซอร์พัลส์เพื่อสะท้อนออกจากเป้าหมายและส่งกลับไปยังผู้ส่ง สิ่งนี้เรียกว่าหลักการ "เวลาบิน" และวิธีการนี้เรียกว่าการวัด "เวลาบิน" หรือ "ชีพจร"

เครื่องวัดระยะเลเซอร์จะปล่อยคลื่นเลเซอร์ไปที่เป้าหมาย จากนั้นพัลส์จะสะท้อนออกจากเป้าหมายและกลับไปที่อุปกรณ์ส่ง (ในกรณีนี้คือเครื่องวัดระยะเลเซอร์) หลักการ "เวลาบิน" นี้ขึ้นอยู่กับข้อเท็จจริงที่ว่า laser แสงเดินทาง ด้วยความเร็วคงที่พอสมควรผ่านชั้นบรรยากาศของโลก ภายในมิเตอร์ คอมพิวเตอร์ธรรมดาจะคำนวณระยะทางไปยังเป้าหมายอย่างรวดเร็ว วิธีการคำนวณระยะทางนี้สามารถวัดระยะทางจากโลกถึงดวงจันทร์ได้ภายในไม่กี่เซนติเมตร เครื่องวัดระยะด้วยเลเซอร์อาจเรียกว่า "ตัวค้นหาระยะ" หรือ "ตัวค้นหาระยะด้วยเลเซอร์"

ระยะห่างระหว่างมิเตอร์กับเป้าหมายถูกกำหนดโดย D=ct/2 โดยที่ c เท่ากับความเร็วของแสง และ t เท่ากับระยะเวลาสำหรับการเดินทางไปกลับระหว่างมิเตอร์กับเป้าหมาย ด้วยความเร็วสูงที่พัลส์เคลื่อนที่และการโฟกัส การคำนวณคร่าวๆ นี้แม่นยำมากในระยะฟุตหรือไมล์ แต่จะสูญเสียความแม่นยำในระยะทางที่ใกล้หรือไกลกว่ามาก

เลเซอร์จะถูกโฟกัส เป็นลำแสงที่เข้มข้น ซึ่งมักใช้ความถี่เดียว มีประโยชน์มากสำหรับการวัดระยะทาง เนื่องจากเดินทางด้วยอัตราคงที่พอสมควรผ่านบรรยากาศและการเดินทาง ระยะทางไกลกว่ามากก่อนความแตกต่าง (การอ่อนลงและการแพร่กระจายของลำแสง) จะลดประสิทธิภาพของ เมตร. แสงเลเซอร์ยังมีโอกาสกระจายตัวน้อยกว่าเหมือนแสงสีขาว ซึ่งหมายความว่าแสงเลเซอร์สามารถเดินทางได้ไกลกว่ามากโดยไม่สูญเสียความเข้ม เมื่อเทียบกับแสงสีขาวธรรมดา ชีพจรเลเซอร์จะคงความเข้มดั้งเดิมไว้มากเมื่อสะท้อนออกจากเป้าหมาย ซึ่งสำคัญมากในการคำนวณระยะทางไปยังวัตถุ

ความแม่นยำของเครื่องวัดระยะเลเซอร์ขึ้นอยู่กับชีพจรเดิมที่ส่งกลับไปยังอุปกรณ์ส่ง แม้ว่าลำแสงเลเซอร์จะแคบมากและมีพลังงานสูง แต่ก็อาจมีการบิดเบือนบรรยากาศแบบเดียวกันกับที่ส่งผลต่อแสงสีขาวปกติ การบิดเบือนของบรรยากาศเหล่านี้อาจทำให้ยากต่อการอ่านที่แม่นยำของระยะทางของวัตถุที่อยู่ใกล้ความเขียวขจีหรือในระยะทางไกลกว่า 1 กิโลเมตรในภูมิประเทศทะเลทราย นอกจากนี้ วัสดุต่างๆ จะสะท้อนแสงในระดับที่มากหรือน้อย วัสดุที่มีแนวโน้มที่จะดูดซับหรือกระจายแสง (การแพร่กระจาย) ช่วยลดโอกาสที่ชีพจรเลเซอร์เดิมจะถูกสะท้อนกลับเพื่อการคำนวณ ในกรณีที่ชิ้นงานมีแสงสะท้อนแบบกระจาย ควรใช้เครื่องวัดระยะเลเซอร์โดยใช้ "วิธีการเปลี่ยนเฟส"

เพื่อให้มั่นใจถึงความน่าเชื่อถือ เครื่องวัดระยะเลเซอร์ใช้วิธีการบางอย่างเพื่อลดแสงพื้นหลัง แสงพื้นหลังมากเกินไปอาจรบกวนการวัดได้เมื่อเซ็นเซอร์ผิดพลาดบางส่วนของแสงพื้นหลังสำหรับพัลส์เลเซอร์ที่สะท้อนออกมา ส่งผลให้การอ่านระยะทางผิดพลาด ตัวอย่างเช่น เครื่องวัดระยะเลเซอร์ที่ออกแบบมาเพื่อใช้ในสภาพแอนตาร์กติก ซึ่งคาดว่าจะมีแสงพื้นหลังที่เข้มข้น ใช้a การผสมผสานระหว่างตัวกรองแบนด์วิดธ์แคบ ความถี่ลำแสงแยก และม่านตาขนาดเล็กมากเพื่อป้องกันการรบกวนจากแสงพื้นหลัง เป็นไปได้.

เครื่องวัดระยะด้วยเลเซอร์และตัวค้นหาระยะมีการใช้งานที่หลากหลาย ตั้งแต่การสร้างแผนที่ไปจนถึงกีฬา สามารถใช้เพื่อสร้างแผนที่ของพื้นมหาสมุทรหรือแผนที่ภูมิประเทศที่ไม่มีพืชพรรณ พวกมันถูกใช้ในกองทัพเพื่อให้ระยะห่างที่แน่นอนกับเป้าหมายสำหรับพลซุ่มยิงหรือปืนใหญ่ สำหรับการลาดตระเวนและสำหรับวิศวกรรม วิศวกรและนักออกแบบใช้เครื่องวัดระยะเลเซอร์เพื่อสร้างโมเดล 3 มิติของวัตถุ นักยิงธนู นักล่า และนักกอล์ฟต่างก็ใช้เครื่องค้นหาระยะในการคำนวณระยะทางไปยังเป้าหมาย