激光測距傳感器的原理和應用

激光在檢測領域中的應用十分廣泛，技術含量十分豐富，對社會生產和生活的影響也十分明顯。激光測距是激光最早的應用之一。激光測距傳感器的原理和應用也是很多人關心的問題。激光測量原理是一種非接觸式測量原理。這種類型的傳感器特別適合測量快速的位移變化，且無需在被測物體上施加外力。而非接觸測量對於被測表面不允許接觸的情況，或者需要傳感器有超長壽命的應用領用意義重大。

激光測距傳感器簡介

（01）激光測距傳感器：先由激光二極管對準目標發射激光脈衝。經目標反射後激光向各方向散射。部分散射光返回到傳感器接收器，被光學系統接收後成像到雪崩光電二極管上。雪崩光電二極管是一種內部具有放大功能的光學傳感器，因此它能檢測極其微弱的光信號。記錄並處理從光脈衝發出到返回被接收所經歷的時間，即可測定目標距離。

激光測距傳感器的發展

（01）我國激光檢測器在農業應用始於60年代中期，我國科技人員在激光改善家禽、家畜品種方面也做了大量工作。其中受到國內外重視的有，利用激光治療仔豬、牛犢常見病。我國的光纖通信從1972年起步，目前已有近20條實用線路在北京、上海、天津、廣州等大城市和地區開通，總通信距離為5000Km光纖通信工程中所有的光纖光纜、激光器、發光管、調製器、探測器、無源器件等的製造技術我國已基本掌握，有的還處於世界先進水平。林 陽智 能也是抓住了這一機遇，深入開展激光測距傳感器的研究。激光在檢測領域中的應用十分廣泛，技術含量十分豐富，對社會生產和生活的影響也十分明顯。激光測距是激光最早的應用之一。這是由於激光具有方向性強、亮度高、單色性好等許多優點。1965年前蘇聯利用激光測地球和月球之間距離（380´103km）誤差只有250m。1969年美國人登月後置反射鏡於月面，也用激光測量地月之距，誤差只有15cm。利用激光傳輸時間來測量距離的基本原理是通過測量激光往返目標所需時間來確定目標距離。傳輸時間激光測距雖然原理簡單、結構簡單，但以前主要用於軍事和科學研究方面，在工業自動化方面卻很少見。因為激光測距傳感器售價太高，一般在幾千美元。實際上，所有工業用户都在尋找一種能在較遠距離實現精密距離檢測的傳感器。因為許多情況下近距離安裝傳感器會受物理位置及生產環境的限制，如今的傳輸時間激光測距傳感器將為這類場合的工程師排憂解難。

激光測距傳感器工作原理

（01）傳輸時間激光傳感器工作時，先由激光二極管對準目標發射激光脈衝。經目標反射後激光向各方向散射。部分散射光返回到傳感器接收器，被光學系統接收後成像到雪崩光電二極管上。雪崩光電二極管是一種內部具有放大功能的光學傳感器，因此它能檢測極其微弱的光信號。記錄並處理從光脈衝發出到返回被接收所經歷的時間，即可測定目標距離。傳輸時間激光傳感器必須極其精確地測定傳輸時間，因為光速太快。例如，光速約為3´108m/s，要想使分辨率達到1mm，則傳輸時間測距傳感器的電子電路必須能分辨出以下極短的時間：0.001m¸(3´108m/s)=3ps要分辨出3ps的時間，這是對電子技術提出的過高要求，實現起來造價太高。但是如今廉價的傳輸時間激光傳感器巧妙地避開了這一障礙，利用一種簡單的統計學原理，即平均法則實現了1mm的分辨率，並且能保證響應速度。激光測量原理是一種非接觸式測量原理。這種類型的傳感器特別適合測量快速的位移變化，且無需在被測物體上施加外力。而非接觸測量對於被測表面不允許接觸的情況，或者需要傳感器有超長壽命的應用領用意義重大。激光測量原理是一種非接觸式測量原理。這種類型的傳感器特別適合測量快速的位移變化，且無需在被測物體上施加外力。而非接觸測量對於被測表面不允許接觸的情況，或者需要傳感器有超長壽命的應用領用意義重大。

激光測距傳感器能夠解決的問題

（01）傳輸時間激光距離傳感器可用於其它技術無法應用的場合。例如，當目標很近時，計算來自目標反射光的普通光電傳感器也能完成大量的精密位置檢測任務。但是，當目標距離較遠內或目標顏色變化時，普通光電傳感器就難以應付了。雖然先進的背景噪聲抑制傳感器和三角測量傳感器在目標顏色變化的情況下能較好地工作，但是，在目標角度不固定或目標太亮時，其性能的可預測性變差。此外，三角測量傳感器一般量程只限於0.5m以內。超聲波傳感器雖然也經常用於檢測距離較遠的物體，而且由於它不是光學裝置，所以不受顏色變化的影響。但是，超聲波傳感器是依據聲速測量距離的，因此存在一些固有的缺點，不能用於以下場合。①待測目標與傳感器的換能器不相垂直的場合。因為超聲波檢測的目標必須處於與傳感器垂直方位偏角不大於10°角以內。②需要光束直徑很小的場合。因為一般超聲波束在離開傳感器2m遠時直徑為0.76cm。③需要可見光斑進行位置校準的場合。④多風的場合。⑤真空場合。⑥温度梯度較大的場合。因為這種情況下會造成聲速的變化。⑦需要快速響應的場合。而激光距離傳感器能解決上述所有場合的檢測。

激光測距傳感器的用途

（01）如今，自動檢測和控制的方法中，除了超聲波傳感器和普通光電傳感器外，又增加了一個能解決長距離測量和檢驗的新方法—傳輸時間激光距離傳感器。它為各種不同場合提供了應用的靈活性，這些場合可包括如下：①設備定位。②測量料包的料位。③測量傳送帶上的物體距離和物體高度。④測量原木直徑。⑤保護高架起重機免於碰撞。⑥無誤差檢查場合。