激光测距传感器原理及其应用介绍 传感器, 激光, 二极管, 工业, 光学

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在工业生产和国防当中经常需要对距离进行测量，测距传感器种类很多，有低端的，也有高端的，其中激光测距传感器就是典型的高端测距产品。激光在检测领域中早就开始使用，其具有方向性强、亮度高、单色性好等众多优点，是光学应用中最广泛的光源。
    激光测距传感器的原理是利用激光传输时间来进行距离测量，激光的传感器速度是恒定的，只需计算往返时间，就可以知道距离的大小。  它的工作过程如下：先由激光二极管对准目标发射激光脉冲，脉冲到达待测目标之后，发生反射现象。部分散射光返回到传感器接收器当中，被光学系统接收后成像到雪崩光电二极管上。雪崩光电二极管是一种内部具有放大功能的光学传感器，它可以检测很小的光信号。然后记录并处理光脉冲从发出到返回被接收所经历的时间，即可测定目标距离。激光传感器对时间记录必须非常灵敏，原因在于光速传播太快。下面举个例子说明。
    要想激光传感器的分辨率达到1cm，则它必须辨别出如下的时间大小：0.01m/(3´108m/s)=30ps
    要辨别出30ps的时间，这就对电子技术提出的很高要求。现在，可以用一种简单的统计学原理，即平均法则实现了1cm的分辨率，并且能保证响应速度。
    激光测距传感器在自动检测中，有着超声波传感器和光电传感器无可比拟的优点，它对长距离测量更加的精确。下面举几个其应用实例。
    一、利用激光测距传感器测量传送带上箱子的宽度
    将两个发散型激光传感器安装在传送带的两侧，由于尺寸变化的箱子落到传送带上的位置是不确定的，这样，每个传感器都测量出各自与箱子之间的距离，假设一个测量出距离为L1，另一个为L2。两个距离信息都送给PLC，PLC将两个传感器间总的距离减去L1和L2，这样就可以计算出箱子的宽度W。
    二、保护液压成型冲模
    机械手把一根预成型的管材放进液压成型机的下部冲模中，操作人员必须保证每次放的位置准确。在上部冲模落下之前，一个发散型传感器测量出距离管子临界段的距离，这样可保证冲模闭合前处于正确位置。
    三、二轴起重机定位
    将两个反射型传感器面对反射器安装，反射器安装在桥式起重机的两个移动单元上。一个单元前后运动，另一个左右运动。当起重机驱动板架辊时，两个传感器分别监测它们到反射器之间的距离，通过PLC能连续跟踪起重机的精确位置。
    激光传感器起初因为造价过高，使之应用受到很大的限制，随着电子技术和各种算法的开发，出现了很多廉价的产品，其性能也很高，这极大拓展了激光感器的应用领域。
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便携式激光测距仪与其它的测距仪相比，具有方向性强、亮度高、单色性好等众多优点，在工业生产和国防中经常用到。