تحليل مبدأ مراقبة درجة الحرارة والرطوبة وأداة قياس المسافة
تستخدم أجهزة تحديد المدى بالليزر عمومًا طريقتين لقياس المسافة: طريقة النبض وطريقة الطور. تتم عملية قياس النبض على النحو التالي: ينعكس الليزر المنبعث من جهاز تحديد المدى بواسطة الجسم المقاس ثم يتم استقباله بواسطة جهاز تحديد المدى، والذي يسجل في نفس الوقت وقت انتقال الليزر ذهابًا وإيابًا. نصف حاصل ضرب سرعة الضوء وزمن الرحلة ذهابًا وإيابًا هو المسافة بين جهاز تحديد المدى والجسم الذي يتم قياسه. دقة طريقة النبض لقياس المسافة بشكل عام حوالي +/-1 متر. بالإضافة إلى ذلك، يبلغ قياس النقطة العمياء لهذا النوع من أجهزة تحديد المدى حوالي 15 مترًا بشكل عام.
المدى بالليزر هو طريقة لقياس المسافة في نطاق الموجات الضوئية. إذا كان الوقت اللازم للضوء للانتقال ذهابًا وإيابًا بين النقطتين A وB بسرعة c في الهواء هو t، فيمكن تمثيل المسافة D بين النقطتين A وB على النحو التالي.
د=ct/2
في الصيغة:
د - قياس المسافة بين نقطتين في المحطتين (أ) و (ب).
ج - سرعة انتشار الضوء في الغلاف الجوي؛
T - الوقت اللازم للضوء للانتقال ذهابًا وإيابًا بين A وB.
كما يتبين من المعادلة أعلاه، لقياس المسافتين A وB، من الضروري في الواقع قياس الزمن t لانتشار الضوء. وفقًا لطرق القياس المختلفة، يمكن عادةً تقسيم أجهزة تحديد المدى بالليزر إلى نموذجين للقياس: نوع النبض ونوع الطور.
جهاز تحديد المدى بالليزر من نوع المرحلة
جهاز تحديد المدى بالليزر الطور هو جهاز يستخدم تردد النطاق الراديوي لتعديل سعة شعاع الليزر وقياس تأخير الطور الناتج عن الضوء المعدل الذي ينتقل ذهابًا وإيابًا إلى خط القياس. واستنادًا إلى الطول الموجي للضوء المشكل، يتم بعد ذلك تحويل المسافة التي يمثلها تأخير الطور هذا. قم بقياس الوقت اللازم لانتقال الضوء ذهابًا وإيابًا عبر خط القياس باستخدام طرق غير مباشرة.
تُستخدم أجهزة تحديد المدى بالليزر بشكل عام في تحديد المدى الدقيق. نظرًا لدقته العالية، عادةً في نطاق المليمتر، من أجل عكس الإشارات بشكل فعال وقصر الهدف المقاس على نقطة محددة تتناسب مع دقة الجهاز، فإن هذا النوع من محدد المدى مزود بعاكس يسمى الهدف التعاوني.
إذا كان تردد زاوية التشكيل هو ω، فإن تأخير الطور الناتج عن رحلة ذهابًا وإيابًا على المسافة D المراد قياسها هو φ، ويمكن التعبير عن الوقت المقابل t على النحو التالي:
T= φ/ω
باستبدال هذه العلاقة في المعادلة (3-6)، يمكن التعبير عن المسافة D كـ
D=1/2 ط م =1/2 ج· φ/ω= C/(4 π f) (N π+ Δφ)
=C/4f (N+ Δ N) =U (N+)
في الصيغة:
φ-- إجمالي تأخير الطور الناتج عن إشارة تنتقل ذهابًا وإيابًا إلى خط القياس.
ω-- التردد الزاوي للإشارة المضمنة، ω= 2 π f.
U - طول الوحدة، قيمة عددية تساوي 1/4 طول موجة التعديل
N - عدد نصف الأطوال الموجية المضمنة في خط القياس.
Δφ-- تولد الإشارة تأخير طور أقل من π عند السفر ذهابًا وإيابًا إلى خط القياس.
Δ N - الجزء العشري من موجة التعديل الموجودة في خط القياس والذي يقل عن نصف طول الموجة.
Δ N= φ/ω
في ظل التشكيل المعين والظروف الجوية القياسية، يكون التردد c/(4 π f) ثابتًا، ويصبح قياس المسافة هو قياس عدد أنصاف الأطوال الموجية الموجودة في خط القياس وقياس الجزء الكسري الأقل من النصف الطول الموجي، أي قياس N أو φ، نظرًا لتطور تكنولوجيا الآلات الدقيقة الحديثة وتكنولوجيا قياس الطور اللاسلكي φ، حقق القياس دقة عالية.
لقياس زاوية الطور التي تقل عن π φ، يمكن إجراء القياس من خلال طرق مختلفة، والأكثر استخدامًا هو قياس الطور المتأخر وقياس الطور الرقمي. حاليًا، تستخدم جميع أجهزة تحديد المدى الليزرية قصيرة المدى مبدأ قياس الطور الرقمي للحصول على φ.
كما ذكر أعلاه، بشكل عام، تستخدم أجهزة تحديد المدى بالليزر الطورية شعاع ليزر مستمر مع إشارات معدلة. ومن أجل تحقيق دقة عالية المدى، يجب تكوين هدف تعاوني. تعد أجهزة تحديد المدى الليزرية المحمولة التي تم إطلاقها حاليًا نوعًا جديدًا آخر من أجهزة تحديد المدى الليزرية النبضية. إنها ليست صغيرة الحجم وخفيفة الوزن فحسب، بل تستخدم أيضًا تقنية توسيع النبض والتقسيم الفرعي لقياس الطور الرقمي، والتي يمكنها تحقيق دقة مستوى المليمتر دون الحاجة إلى أهداف تعاونية. لقد تجاوز نطاق القياس 100 متر ويمكنه عرض المسافة بسرعة ودقة مباشرة. إنه أحدث نوع من الأدوات القياسية لقياس الطول في القياس الهندسي الدقيق قصير المدى وقياس مساحة البناء.
