激光传感器特性及应用(6)

发布时间:2021-06-11

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证测量精度等都是很关键的,因此激光测距仪日益受到重视。在激光测距仪基础上发展起来的激光雷达不仅能测距,而且还可以测目标方位、运运速度和加速度等,已成功地用于人造卫星的测距和跟踪,例如采用红宝石激光器的激光雷达,测距范围为500~2000公里,误差仅几米。目前常采用红宝石激光器、钕玻璃激

光器、二氧化碳激光器以及砷化镓激光器作为激光测距仪的光源。

激光测厚——利用三角测距原理,上位于C型架的上、下方分割有一个精密激光测距传感器,由激光器发射出的调制激光打到被测物的表面,通过对线阵 CCD的信号进行采样处理,线阵CCD摄像机在控制电路的控制下同步得到被测物到C型架之间的距离,通过传感器反馈的数据来计算中间被测物的厚度。由于检测是连续进行的,因此就可以得到被测物的连续动态厚度值。

影响激光测厚精度的安装因素:

和其它传感器测厚一样,要实现精密测厚需要注意以下条件,否则再好的传感器也测不准。精密测厚,选精密激光位移传感器很重要,但如果两个传感器不能同步工作,安装不同轴,则根本测不准:

(1)单激光位移传感器测厚

被测体放在测量平台上,测量出传感器到平台表面距离,然后再测出传感器到被测体表面间距,经计算后测出厚度。要求被测体与测量平台之间无气隙,被测体无翘起。这些严格要求只有在离线情况能实现。

(2)双激光位移传感器测厚

在被测体上方和下方各安装一个激光位移传感器,被测体厚度D=C-(A+B)。其中,C是两个传感器之间距离,A是上面传感器到被测体之间距离,B是下面传感器到被测体之间距离。在线厚度测量用这种方法优点是可消除被测体振动对测量结果的影响。但同时对传感器安装和性能有要求。保证测量准确性的条件是:两个传感器发射光束必须同轴,以及两个传感器扫描必须同步。同轴是靠安装实现,而同步要靠选择有同步端激光传感器。

不同步将代来很大误差:如果被测体存在振动频率20HZ,振幅1mm,如果信号不同步延迟1ms,那么就会带来125µm误差。

安装使两个激光同轴,不但确保被测体同一位置上的厚度,同时降低了被测体倾斜带来的误差。以被测体运动方向不同轴为例,当不同轴1mm,被测体倾斜2°可带来35µm误差。

激光三角漫反射位移传感器用于测厚有明显优点:

(1)非常小的测量光斑,是点光斑面积,它比面积型非接触电容、电涡流传感器需要的面积小很多,对被测体面积几乎无要求,适合测量非常小面积尺寸厚度;

(2)较远的测量范围起始间距。它比非接触电容、电涡流传感器起始间距大很多。这样传感器可以远离被测体,免受碰坏,及被测体热辐射影响;

(3)有很大的测量范围,这是其它传感器很难做到的;

(4)与被测体材料无关,即金属非金属体,非透明有漫反射条件表面都能测。

(5)用激光测厚取代同位素测厚,可以消除对用户的放射性损害。

激光测振——它基于多普勒原理测量物体的振动速度。多普勒原理是指:若波源或接收波的观察者相对于传播波的媒质而运动,那么观察者所测到的频率不仅取决于波源发出的振动频率而且还取决于波源或观察者的运动速度的大小和方向。所测频率与波源的频率之差称为多普勒频移。在振动方向与方向一致时多普

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