激光測(cè)距儀傳感器簡(jiǎn)單來講就是發(fā)射激光來確定激光往返目標(biāo)物體的所需時(shí)間,,最終通過一個(gè)算法得出距離,。原理其實(shí)說起來簡(jiǎn)單,,但其實(shí)涉及的很多的情況,,這種技術(shù),在以前,,多用于軍事和科學(xué)研究方面,,在工業(yè)自動(dòng)化方面卻很少見,。為什么少見呢,?是因?yàn)榧す鉁y(cè)距儀傳感器的售價(jià)高,,一般在幾千美元,并不是誰都能用到的。實(shí)際上,,所有工業(yè)用戶都在尋找一種能在較遠(yuǎn)距離實(shí)現(xiàn)精密距離檢測(cè)的傳感器。因?yàn)樵S多情況下近距離安裝傳感器會(huì)受物理位置及生產(chǎn)環(huán)境的限制,,如今的傳輸時(shí)間
激光測(cè)距傳感器將為這類場(chǎng)合的工程師排憂解難,。下面由必優(yōu)傳感網(wǎng)小編為大家介紹:
一、工作原理
傳輸時(shí)間激光傳感器工作時(shí),,先由激光二極管對(duì)準(zhǔn)目標(biāo)發(fā)射激光脈沖,。經(jīng)目標(biāo)反射后激光向各方向散射。部分散射光返回到傳感器接收器,,被光學(xué)系統(tǒng)接收后成像到雪崩光電二極管上,。雪崩光電二極管是一種內(nèi)部具有放大功能的光學(xué)傳感器,因此它能檢測(cè)極其微弱的光信號(hào),。記錄并處理從光脈沖發(fā)出到返回被接收所經(jīng)歷的時(shí)間,,即可測(cè)定目標(biāo)距離。傳輸時(shí)間激光傳感器必須極其精確地測(cè)定傳輸時(shí)間,,因?yàn)楣馑偬臁?br />
例如,,光速約為3′108m/s,要想使分辨率達(dá)到1mm,,則傳輸時(shí)間測(cè)距傳感器的電子電路必須能分辨出以下極短的時(shí)間:
0.001m¸(3′108m/s)=3ps
要分辨出3ps的時(shí)間,,這是對(duì)電子技術(shù)提出的過高要求,實(shí)現(xiàn)起來造價(jià)太高,。但是如今廉價(jià)的傳輸時(shí)間激光傳感器巧妙地避開了這一障礙,,利用一種簡(jiǎn)單的統(tǒng)計(jì)學(xué)原理,即平均法則實(shí)現(xiàn)了1mm的分辨率,,并且能保證響應(yīng)速度,。
二、幾個(gè)應(yīng)用實(shí)例
1,、測(cè)量傳送帶上箱子的寬度
使用兩個(gè)發(fā)散型傳輸時(shí)間激光傳感器,,在傳送帶的兩側(cè)面對(duì)面安裝。因?yàn)槌叽缱兓南渥勇涞絺魉蛶系奈恢檬遣还潭ǖ�,,這樣,,每個(gè)傳感器都測(cè)量出自己與箱子的距離,設(shè)一個(gè)距離為L(zhǎng)1,,另一個(gè)為L(zhǎng)2,。此信息送給PLC,PLC將兩個(gè)傳感器間總的距離減去L1和L2,,從而可計(jì)算出箱子的寬度W,。
2、保護(hù)液壓成型沖模
機(jī)械手把一根預(yù)成型的管材放進(jìn)液壓成型機(jī)的下部沖模中,操作者必須保證每次放的位置準(zhǔn)確,。在上部沖模落下之前,,一個(gè)發(fā)散型傳感器測(cè)量出距離管子臨界段的距離,這樣可保證沖模閉合前處于正確位置,。
3,、二軸起重機(jī)定位
用兩個(gè)反射型傳感器面對(duì)反射器安裝,反射器安裝在橋式起重機(jī)的兩個(gè)移動(dòng)單元上,。一個(gè)單元前后運(yùn)動(dòng),,另一個(gè)左右運(yùn)動(dòng)。當(dāng)起重機(jī)驅(qū)動(dòng)板架輥時(shí),,兩個(gè)傳感器監(jiān)測(cè)各自到反射器的距離,,通過PLC能連續(xù)跟蹤起重機(jī)的精確位置。
有了這種新式廉價(jià)傳輸時(shí)間激光測(cè)距傳感器,,反射性或多顏色的目標(biāo)長(zhǎng)距離位置檢測(cè)即使在檢測(cè)角度變化的情況下也沒問題了,。
三、解決其它技術(shù)無法解決的問題
傳輸時(shí)間激光距離傳感器可用于其它技術(shù)無法應(yīng)用的場(chǎng)合,。例如,,當(dāng)目標(biāo)很近時(shí),計(jì)算來自目標(biāo)反射光的普通光電傳感器也能完成大量的精密位置檢測(cè)任務(wù),。但是,,當(dāng)目標(biāo)距離較遠(yuǎn)內(nèi)或目標(biāo)顏色變化時(shí),普通光電傳感器就難以應(yīng)付了,。
雖然先進(jìn)的背景噪聲抑制傳感器和三角測(cè)量傳感器在目標(biāo)顏色變化的情況下能較好地工作,,但是,在目標(biāo)角度不固定或目標(biāo)太亮?xí)r,,其性能的可預(yù)測(cè)性變差,。此外,三角測(cè)量傳感器一般量程只限于0.5m以內(nèi),。
超聲波傳感器雖然也經(jīng)常用于檢測(cè)距離較遠(yuǎn)的物體,,而且由于它不是光學(xué)裝置,所以不受顏色變化的影響,。但是,,超聲波傳感器是依據(jù)聲速測(cè)量距離的,因此存在一些固有的缺點(diǎn),,不能用于以下場(chǎng)合,。
①待測(cè)目標(biāo)與傳感器的換能器不相垂直的場(chǎng)合。因?yàn)槌暡z測(cè)的目標(biāo)必須處于與傳感器垂直方位偏角不大于10°角以內(nèi),。
②需要光束直徑很小的場(chǎng)合,。因?yàn)橐话愠暡ㄊ陔x開傳感器2m遠(yuǎn)時(shí)直徑為0.76cm。
③需要可見光斑進(jìn)行位置校準(zhǔn)的場(chǎng)合。
④多風(fēng)的場(chǎng)合,。
⑤真空?qǐng)龊稀?br />
⑥溫度梯度較大的場(chǎng)合,。因?yàn)檫@種情況下會(huì)造成聲速的變化。
⑦需要快速響應(yīng)的場(chǎng)合,。
而激光距離傳感器能解決上述所有場(chǎng)合的檢測(cè),。
四、在自動(dòng)化領(lǐng)域的廣泛用途
如今,,自動(dòng)檢測(cè)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(gè)能解決長(zhǎng)距離測(cè)量和檢驗(yàn)的新方法—傳輸時(shí)間激光距離傳感器,。它為各種不同場(chǎng)合提供了應(yīng)用的靈活性,這些場(chǎng)合可包括如下:
①設(shè)備定位,。
②測(cè)量料包的料位,。
③測(cè)量傳送帶上的物體距離和物體高度。
④測(cè)量原木直徑,。
⑤保護(hù)高架起重機(jī)免于碰撞,。
⑥無誤差檢查場(chǎng)合。