متر لیزری چیست و کاربرد متر لیزری کجاست ؟
فاصله سنج لیزری وسیله ای است که از پرتوهای لیزر برای تعیین فاصله اجسام استفاده میکند. رایج ترین نوع متر و فاصله سنج لیزری، براساس زمان پرواز نمونه به وسیله فرستادن یک پالس لیزر در یک باریکه پرتو به سمت جسم و اندازه گیری زمان صرف شده پرتو برای اینکه از هدف منعکس شده و به فرستنده باز گردد عمل میکند. به دلیل سرعت زیاد نور این تکنیک برای اندازه گیری‌های با دقت کمتر از میلیمتر مناسب نیست به طوری که اغلب سه گوشه سازی و روشهای دیگر به کار می روند.
طرز کار فاصله یاب لیزری براساس همان اصولی است که در رادارهای معمولی استفاده می شود. یک تپ لیزری YAG و یا CO2 به هدفی که نشانه روی شده است ارسال می‌شود. سپس تپ ارسالی به هدف مورد نظر خورده باز می‌گردد. و سپس توسط یک سیستم مناسب گیرنده نوری آشکار می‌شود. فاصله مورد نظر با اندازه گیری مدت زمانی که زمان می برد تا تپ ارسالی مسیر رفت و برگشت را طی کند، بدست می‌آید.
فاصله یاب لیزری
لیزرهای فاصله یاب معمولا کاربرد نظامی دارند. درحال حاضر از لیزرها به عنوان تجهیز ضد موشک و برد و هدایت اسلحه و ... استفاده می‌شود. هواپیماهای جنگی برای نجات از پدافندهای مجهز به لیزر باید در ارتفاع کم و با سرعت زیاد حرکت کنند، لذا خلبان ممکن است فقط چند ثانیه برای پیدا کردن هدف، نشانه گیری و انداختن مهمات خود دقت داشته باشد. با یک لیزر باکیفیت، این کار می‌تواند تقریبا بطور لحظه ای با اندازه گیری فاصله زمانی بین روشن کردن لیزر و آشکار ساختن تابش برگشتی پراکنده از هدف انجام گیرد. بنابراین در سرعتهای خیلی زیاد هم هواپیماهای مدرن، اگر لیزر به خوبی خنک سازی شود اندازه گیری فاصله می‌تواند 10 تا 20 بار در ثانیه انجام شود. درنتیجه آخرین اطلاعات به صورت کامل در اختیار خلبان یا کامپیوتر قرار می‌دهند.
متر لیزری چیست؟ خرید قیمت و مشخصات متر لیزری و متر نوری
متر لیزری یک ابزار دوری سنج لیزری هست که با استفاده از پرتو لیزر برای یافتن فاصله و دوری پدیده‌ها استفاده می کند. رایج ترین نوع متر لیزری یا فاصله سنج لیزری براساس زمان پرواز نمونه از طریق فرستادن یک پالس لیزر در یک باریکه پرتو به سوی جسم و اندازه‌گیری زمان پرتو تا بازگشت به فرستنده کار میکند. به خاطر سرعت بالای نور از مترهای لیزری برای اندازه گیری‌های با دقت کمتر از میلیمتر استفاده نمیشود و اغلب از روش های سه گوشه سازی و ... استفاده می شود.
اندازه گیری فاصله با لیزر معمولا از طریق روشهای زیر انجام می‌شود:
- مشخص کردن زمان رفت و برگشت یک تپ (پالس) قوی لیزری از مبدأ تا هدف.
- با استفاده از تداخل سنجی (یعنی یک باریکه لیزر به هدف برخورد کرده و خودش جمع شود و از روی فریزهای تداخلی اندازه‌گیری انجام می‌شود.)
لازم به ذکر است که استفاده از این روشها اگر هدف ما خاصیت بازتاب نداشته باشد، بدون فایده خواهد بود.
پالس در مترهای لیزری چیست؟
پالس ممکن است به روشی کدگذاری شود که احتمال آن باشد که در طول مسیر دچار پارازیت شود و اندازه فاصله اندازه گیری شده کم شود. این امر با استفاده از تکنیک‌های اثر داپلر برای تشخیص اینکه ممکن است شی به سمت فاصله یاب یا جهت‌های دیگر حرکت کند و اینکه چه سرعتی دارد ممکن می‌شود.
دقت ابزار به وسیله زمان سقوط یا صعود پالس لیزر و سرعت دریافت کننده مشخص می گردد. نوعی از متر لیزری که از پالس‌های لیزری خیلی سریع استفاده میکند و یک آشکارساز خیلی سریع دارد می‌تواند فاصله شی را تا حد چند میلیمتر تعیین کند.
نحوه محاسبه فاصله از طریق مترهای لیزری
فاصله بین نقطه A وB طبق رابطه زیر ارائه شده است:
D=ct/2
که c سرعت نور در اتمسفر می باشد و t مقدار زمان برای طی طریق بین A و B است.
t= φ/ω
که تأخیری است که به وسیله جابجایی نور ایجاد می‌شود ω فرکانس زاویه‌ای تلفیق نوری است. سپس با جایگذاری مقادیر در معادله اول داریم.
D=ct/2،D=۱/۲ ct=۱/۲ c·φ/ω=c/(4πf) (Nπ+Δφ)=c/4f (N+ΔN)=U(N+
در این رابطه U به عنوان واحد طول، Δφ به عنوان تأخیر قسمتی که کامل نشده، ΔN به عنوان مقدار دسی‌مال ΔN=φ/ω هستند.
فناوری‌های استفاده شده در متر لیزری
زمان پرواز: زمان مصرف شده برای طی کردن یک پالس نور برای فاصله رفت و برگشت تا هدف. با اطلاع از سرعت نور و اندازه‌گیری دقیق زمان طی شده، فاصله محاسبه می‌شود. در زمان اندازه گیری فاصله توسط مترهای لیزری تعداد زیادی پالس پشت سر هم پرتاب می‌شود. این روش به مدار خیلی دقیق دارای زمان‌بندی زیر نانو ثانیه نیاز دارد.
انتقال فاز چند فرکانسی: این روش اندازه گیری فاصله، انتقال فاز فرکانس‌های چندگانه بازگشتی را اندازه‌گیری میکند. و سپس چند معادله همزمان را جهت اندازه‌گیری نهایی حل میکند.
تداخل: مفیدترین و دقیق ترین روش برای اندازه گیری تغییرات فاصله نسبت به فواصل مطلق می باشد.
پرونده: یک فاصله سنج برد بالا که قادر به اندازه گیری فاصله ۲۰ کیلومتر است و روی یک سه پایه با پایه سه گوش سوار می شود. این دستگاه فاصله سنج لیزری حرکات قوسی و بالا و پایین را نیز پشتیبانی میکند.
کاربردها
نظامی
تولید مدل سه‌بعدی
این پویشگر (scanner) لیدار می‌تواند برای پویش ساختمان‌ها، بناهای سنگی و… به منظور تولید یک مدل 3D استفاده شود. LIDAR می‌تواند پرتو لیزری خود را در محدوده‌های وسیع هدایت کند: سر آن افقی می‌چرخد، یک آینه عمودی حرکت میکند. پرتو لیزری جهت سنجش فاصله تا اولین جسم روی مسیرش استفاده می‌شود.
این پویشگر scanner) LIDAR) می‌تواند برای پویش ساختمان‌ها، بناهای سنگی و … به منظور تولید یک مدل سه‌بعدی استفاده شود. لیدار پرتوهای لیزری خود را می‌تواند در محدوده‌های وسیعی هدایت کند: سر آن افقی می‌چرخد، یک آینه عمودی حرکت میکند. پرتو لیزری جهت سنجش فاصله تا اولین جسم روی مسیرش استفاده می‌شود.
فاصله سنج‌های لیزری در شناسایی و ساختن مدل سه‌بعدی از اجسام و نیز در انواع زیادی از رشته‌های مرتبط با تصاویر مجازی رایانه‌ای به طرز گسترده‌ای استفاده می‌شود. این فناوری قلب پویشگرهای(scanner) سه‌بعدی زمان پرواز(time-of-flight) را تشکیل می‌دهند. در مقایسه با ابزارهای نظامی بررسی شده در فروشگاه اینترنتی 31774،متر لیزری توانایی‌های پویشی (scanning) با دقت بالا را با حالت‌های یک وجهی یا پویش ۳۶۰ درجه‌ای ارائه می‌کنند.
تعدادی از راهکارها (algorithms) برای تطبیق محدودهٔ داده‌هایی که از زوایای متفاوت از یک جسم دریافت شده‌اند به منظور تولید مدل‌های سه‌بعدی کامل با حداقل خطای ممکن گسترش یافته‌اند. یکی از ویزگی هایی که فاصله سنج‌های لیزری و متر لیزری نسبت به سایر روشهای تولید مدل‌های سه بعدی رایانه‌ای دارند، این است که در صورت استفاده از داده‌های جمع‌آوری شده با لیدار، دیگر نیازی به توجیه کردن دو تصویر نسبت به همدیگر و تناظریابی عوارض موجود در دو تصویر برای تعیین اطلاعات عمق (مثل روشهای برجسته بینی) نیست.
فاصله سنج‌های لیزری که در کاربردهای تصاویر رایانه‌ای استفاده می‌شوند معمولاً توانایی اندازه‌گیری فاصله را با دقت یک دهم میلیمتر یا بهتر دارا هستند. با استفاده از فناوری (techniques) سه گوشه سازی یا اندازه‌گیری شکست می‌توان به این هدف رسید.
سایر کاربردهای مترلیزری
از مترهای لیزری می‌توانند به طور مؤثر در ورزشهای متفاوتی که به اندازه‌گیری دقیق فاصله احتیاج دارند استفاده شوند. مثل گلف، شکار و تیراندازی و همچنین یکی از کاربردهای مهم، استفاده از فناوری فاصله سنج لیزری در طول اتوماسیون سامانه‌های مدیریت انبار و فرایندهای تولید در صنعت فولاد است.
ابزار اندازه‌گیری لیزری
فاصله سنج‌های لیزری همچنین می‌توانند در چندین صنعت مثل ساختمان، نوسازی و املاک به جای متر استفاده شوند. در صورتی که برای اندازه‌گیری یک فضای بزرگ مثل یک اتاق در یک مسیر مستقیم بدون مانع با متر نیاز به دو نفر است، با یک وسیلهٔ اندازه‌گیری لیزری می‌توان این کار را با یک نفر آن هم تنها با نیاز به یک مسیر دید انجام داد. ابزار اندازه‌گیری لیزری عموما توانایی تولید بعضی محاسبات را دارند مثل مساحت یا حجم یک اتاق.