تطبيق ونظرية جهاز تحديد مدى الليزر في الطور
يستخدم محدد المدى ليزر الطور تعديل سعة شعاع الليزر لقياس تأخير الطور الناتج عن الضوء المعدل ذهابًا وإيابًا إلى خط المسح مرة واحدة، ثم يقوم بتحويل المسافة التي يمثلها تأخير الطور وفقًا للطول الموجي للضوء المعدل . أي أنه يتم استخدام الطريقة غير المباشرة لقياس الوقت اللازم لانتقال الضوء عبر خط المسح.
تُستخدم أجهزة قياس المسافة بالليزر بشكل عام في قياس المسافة بدقة. نظرًا لدقته العالية، بشكل عام على مستوى المليمتر، من أجل عكس الإشارة بشكل فعال وقصر الهدف المقاس على نقطة محددة تتناسب مع دقة الجهاز، فإن جهاز تحديد المدى هذا مزود بعاكس يسمى الهدف التعاوني. مرآة.
إذا كان التردد الزاوي للضوء المشكل هو ω، وكان تأخير الطور الناتج عن رحلة ذهاب وإياب واحدة عبر المسافة D المراد قياسها هو φ، فيمكن التعبير عن الوقت المقابل t على النحو التالي:
t=φ/ω
استبدال هذه العلاقة في (3-6) يمكن التعبير عن المسافة D بها
D=1/2 ط م =1/2 ج·φ/ω=ج/(4πf) (Nπ زائد Δφ)
=c/4f (N زائد ΔN)=U(N زائد )
في الصيغة:
φ —— تأخير الطور الإجمالي الناتج عن عودة الإشارة ذهابًا وإيابًا إلى خط القياس مرة واحدة.
ω —— التردد الزاوي لإشارة التعديل، ω=2πf.
U —— طول الوحدة، القيمة تساوي 1/4 الطول الموجي للتشكيل
N —— عدد نصف الأطوال الموجية المضمنة في خط المسح.
Δφ —— جزء تأخير الطور أقل من π الناتج عن الإشارة ذهابًا وإيابًا إلى خط القياس مرة واحدة.
ΔN —— الجزء الكسري من موجة التعديل الموجودة في خط المسح والتي تكون أقل من نصف طول الموجة.
ΔN=φ/ω
وفي ظل التشكيل المعين والظروف الجوية القياسية، يكون التردد c/(4πf) ثابتاً. وفي هذا الوقت أصبح قياس المسافة هو قياس عدد أنصاف الأطوال الموجية التي يحتويها خط المسح وقياس الجزء الكسري الأقل من نصف الطول الموجي أي N أو φ وذلك بسبب تطور الحديث تكنولوجيا التصنيع الدقيقة وتكنولوجيا قياس الطور الراديوي، وصل قياس φ إلى دقة عالية جدًا.
من أجل قياس زاوية الطور φ التي تكون أقل من π، يمكن استخدام طرق مختلفة لقياسها. عادةً ما يكون قياس مرحلة التأخير وقياس الطور الرقمي هما الأكثر استخدامًا على نطاق واسع. تستخدم أجهزة تحديد المدى بالليزر قصيرة المدى مبدأ قياس الطور الرقمي للحصول على φ.
بشكل عام، يستخدم جهاز تحديد المدى بالليزر الطور شعاع ليزر مع إشارة معدلة للإصدار المستمر. ومن أجل الحصول على قياس نطاق عالي الدقة، يجب تكوين هدف تعاوني. جهاز تحديد المدى بالليزر المحمول هو جهاز قياس نطاق ليزر نابض. نوع جديد آخر من أجهزة تحديد المدى في الجهاز، وهو ليس صغير الحجم وخفيف الوزن فحسب، بل يستخدم أيضًا تقنية توسيع النبض وتقسيمه إلى قياس الطور الرقمي، والتي يمكنها تحقيق دقة على مستوى المليمتر دون الحاجة إلى هدف تعاوني. لقد تجاوز نطاق القياس 100 متر، ويمكنه عرض المسافة بسرعة ودقة مباشرة. إنها أحدث أداة قياس الطول القياسي في القياس الهندسي الدقيق قصير المدى وقياس مساحة البناء. الأكثر استخدامًا هو جهاز تحديد المدى الليزري المحمول من سلسلة DISTO الذي تنتجه شركة Leica.
