A lézermérés (Frequency Modulated Continuous Wave, vagy FMCW) egy lézeres mérési technika, amelyet általában távolság és sebesség mérésére használnak. Az alábbiakban részletesen ismertetjük az FMCW lézeres mérés elvét, előnyeit, hátrányait és jellemzőit, valamint alkalmazási környezetét és iparágát.
1. Az FMCW lézeres mérés elve:
Az FMCW lézeres mérési technológia a frekvenciamodulált folyamatos hullám (FMCW) elvén alapul, amely lineárisabb frekvenciamodulációs jelet alkalmaz a lézerkimeneti sugárra, általában lineáris rámpa vagy nemlineáris lengés jelet. Ezt a moduláló jelet egy távolságmérő eszközbe küldik (pl. egy nanoméretű fordítótükör vagy egy gigahertzes mikrohullámú elektronikai generátor), és a visszaverődés által visszaadott jel és az átvitt jel közötti frekvenciakülönbség felhasználható a tárgy lézertől való távolságának mérésére. .
Az eljárás a következő:
a. Lézersugár kibocsátása: A lézer lézersugarat bocsát ki, és frekvenciamodulációs jelet ad a lézersugárra.
b. Fogadja a visszavert jelet: a lézersugár rávilágít a céltárgyra, és visszaverődik, és a tárgyról visszaverődő lézerjelet alkotja. c. Keverős feldolgozás: a frekvenciamodulációs jelet a lézersugárból továbbítják a céltárgyhoz.
c. Keverős feldolgozás: Keverje össze az átvitt és visszavert jeleket a frekvenciakülönbség eléréséhez.
d. Távolságszámítás: a frekvenciakülönbség és a moduláló jel meredeksége vagy nyomásingadozási tartománya felhasználásával, a sebességszámítással kombinálva megkapható a céltárgy és a lézeres mérőrendszer közötti távolság.
Kép
2. FMCW lézeres mérés előnyei, hátrányai és jellemzői:
- Előnyök:
a. Nagy pontosságú mérés: Az FMCW lézeres mérési technológia nagy mérési pontossággal rendelkezik, és képes szubmilliméteres vagy akár nanométeres távolságmérési pontosság elérésére.
b. A nagy mérési sebességű FMCW lézeres mérési technológia folyamatos hullámjeleket használ, amelyek nagy sebességű méréseket tesznek lehetővé, alkalmas olyan alkalmazási forgatókönyvekre, amelyek gyors adatgyűjtést igényelnek Alkalmazkodhatóság: A különböző tárgyakról érkező lézerfény eltérő visszaverő tulajdonságai miatt az FMCW lézeres mérési technológia adaptív állítsa be a hatótávolságot és az érzékelési érzékenységet, amikor különböző tárgyak felületén tükröződik.
c. Az FMCW LIDAR-ban a legideálisabb esetben még az optikai lencse és a lapolvasó komponensek is chip-engedélyezhetők.
- Hátrányok:
a. Összetett rendszer: Az FMCW lézeres méréstechnika bonyolult hardver- és jelfeldolgozó algoritmusokat igényel, amelyek költségesebbek más mérésekhez képest.
b. A környezet befolyásolja Bizonyos környezetben (pl. erős fény, eső, hó, szürke stb.) a lézersugár zavarható lehet, ami befolyásolja a mérési eredmények pontosságát.
FMCW lézeres távolság- és rezgésérzékelő
Rezgésmérés műszaki paraméterei
Távolságmérés műszaki paraméterei
- Jellemzők:
a. Érintésmentes: Az FMCW lézeres mérési technológia érintésmentes mérési módszer, nem kell érintkezni a tárggyal, mérhető, alkalmas roncsolásmentes minta alkalmazási forgatókönyvekre.
b. Teljesen elektronikus: Az FMCW lézeres mérőrendszer teljesen elektronikus vezérlést és adatfeldolgozást képes megvalósítani, könnyen integrálható és automatizálható.
3. FMCW lézeres mérési alkalmazási forgatókönyvek és iparág:
Az FMCW lézeres mérési technológiát széles körben használják a következő területeken:
a. Ipari automatizálás: pl. robotnavigáció, lokalizáció és mérés, anyagfeldolgozás és ellenőrzés, méretellenőrzés automatizált gyártósorokon.
b. Távérzékelési térképezés: terepmodellező 3D rekonstrukcióhoz, Földrajzi Információs Rendszerekhez (GIS), földmérési és monitoring alkalmazásokhoz.
c. Gépjárműipar: pl. járműüléshelyzet-érzékelés, intelligens vezetőtámogató rendszerek, vezetésbiztonsági asszisztens technológiák stb.
d. Energia és környezet: szélsebesség méréshez, légköri szennyezőanyag méréshez stb.
e. Orvosi terület: például vizuális ellenőrzés, sebészeti navigációs szövet és véráramlás mérése.
Röviden, az FMCW lézeres mérési technológia nagy pontossággal és nagy mérési sebességgel és alkalmazkodóképességgel rendelkezik, széles körben használják az ipari automatizálásban, a távérzékelésben, az autóiparban, az energetikában és a környezetvédelemben, valamint az orvosi területen és más területeken.
