Laserové měření (Frequency Modulated Continuous Wave neboli FMCW) je laserová měřicí technika běžně používaná k měření vzdálenosti a rychlosti. Následuje podrobný popis principu, výhod, nevýhod a charakteristik FMCW laserového měření, jakož i jeho aplikačního prostředí a průmyslu.
1. Princip měření FMCW laserem:
Technologie laserového měření FMCW je založena na principu frekvenčně modulované spojité vlny (FMCW), která do laserového výstupního paprsku aplikuje lineárnější signál frekvenční modulace, obvykle lineární rampu nebo nelineární kývavý signál. Tento modulační signál je posílán do měřícího zařízení (např. zrcadlo nanoměřítka nebo gigahertzový mikrovlnný elektronický generátor) a rozdíl ve frekvenci mezi signálem vráceným odrazem a přenášeným signálem lze použít k měření vzdálenosti objektu od laseru. .
Postup je následující:
A. Vysílání laserového paprsku: Laser vysílá laserový paprsek a aplikuje na laserový paprsek signál frekvenční modulace.
b. Přijměte odražený signál: laserový paprsek svítí na cílový objekt a odráží se zpět, aby vytvořil laserový signál odražený od objektu. C. Zpracování směšovače: signál frekvenční modulace je přenášen z laserového paprsku na cílový objekt.
C. Zpracování směšovače: Smíchejte vysílané a odražené signály, abyste získali frekvenční rozdíl.
d. Výpočet vzdálenosti: pomocí frekvenčního rozdílu a sklonu nebo rozsahu kolísání tlaku modulačního signálu v kombinaci s výpočtem rychlosti lze získat vzdálenost od cílového objektu k laserovému měřicímu systému.
Obrázek
2. Výhody, nevýhody a vlastnosti měření FMCW laserem:
- Výhody:
A. Vysoká přesnost měření: Technologie laserového měření FMCW má vysokou přesnost měření a je schopna dosáhnout přesnosti měření vzdálenosti v řádu jednotek milimetrů nebo dokonce subnanometrů.
b. Vysoká rychlost měření FMCW laserová měřicí technologie využívá signály spojitých vln, které mohou realizovat vysokorychlostní měření, vhodné pro aplikační scénáře, které vyžadují rychlý sběr dat Adaptabilita: Vzhledem k různým odrazovým vlastnostem laserového světla z různých objektů může technologie FMCW laserového měření adaptivně upravit rozsah a citlivost detekce při odrazu na povrchu různých objektů.
C. Ve FMCW LIDAR lze dokonce i optickou čočku a skenovací komponenty v tom nejideálnějším případě čipovat.
- Nevýhody:
A. Komplexní systém: Technologie laserového měření FMCW vyžaduje složitý hardware a algoritmy zpracování signálu, které jsou dražší ve srovnání s jinými měřeními.
b. Ovlivnění prostředím V určitých prostředích (např. jasné světlo, déšť, sníh, šedá atd.) může být laserový paprsek rušen, což ovlivňuje přesnost výsledků měření.
Laserový snímač vzdálenosti a vibrací FMCW
Technické parametry měření vibrací
Technické parametry měření vzdálenosti
- Vlastnosti:
A. Bezkontaktní: Technologie laserového měření FMCW je bezkontaktní metoda měření, nelze měřit kontakt s objektem, vhodný pro nedestruktivní scénáře aplikace vzorků.
b. Plně elektronický: Laserový měřicí systém FMCW může realizovat plně elektronické řízení a zpracování dat, snadnou integraci a řízení automatizace.
3. Scénáře aplikací laserového měření FMCW a průmysl:
Technologie laserového měření FMCW je široce používána v následujících oblastech:
A. Průmyslová automatizace: např. navigace robotů, lokalizace a měření, zpracování a kontrola materiálu, kontrola rozměrů na automatizovaných výrobních linkách.
b. Mapování dálkového průzkumu Země: pro 3D rekonstrukci modelování terénu, geografické informační systémy (GIS), geodetické a monitorovací aplikace.
C. Automobilový průmysl: např. detekce polohy sedadel ve vozidle, inteligentní asistenční systémy řidiče, asistenční technologie pro bezpečnost jízdy atd.
d. Energie a životní prostředí: pro měření rychlosti větru, měření škodlivin v atmosféře atd.
E. Lékařská oblast: jako je vizuální kontrola, chirurgická navigační tkáň a měření průtoku krve.
Stručně řečeno, technologie laserového měření FMCW má vysokou přesnost a vysokou rychlost měření a adaptabilitu, široce používanou v průmyslové automatizaci, měření dálkového průzkumu Země, automobilovém průmyslu, energetice a životním prostředí a lékařství a dalších oborech.
