مراقبة درجة الحرارة والرطوبة وتحليل مبدأ محدد المدى
تستخدم أجهزة قياس المسافة بالليزر عمومًا طريقتين لقياس المسافة: طريقة النبض وطريقة الطور. عملية قياس المسافة بطريقة النبض هي كما يلي: ينعكس ضوء الليزر المنبعث من جهاز تحديد المدى بواسطة الجسم المقاس ثم يستقبله جهاز تحديد المدى، الذي يسجل وقت رحلة ضوء الليزر ذهابًا وإيابًا في نفس الوقت. 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.
تحديد المدى بالليزر هو طريقة لقياس المسافة في تحديد المدى بالموجة الضوئية، إذا انتشر الضوء في الهواء بسرعة c في A، B نقطتين بين رحلة الذهاب والعودة بمجرد الوقت المطلوب لـ t، ثم A، B نقطتين بين المسافة D يمكن التعبير عنها على النحو التالي.
د=ct/2
في الصيغة:
د - المسافة بين النقطتين أ، ب في موقع القياس؛ و
ج - سرعة انتشار الضوء في الغلاف الجوي. و
t - الزمن اللازم لانتقال الضوء من وإلى A وB مرة واحدة.
كما يتبين من الصيغة أعلاه، لقياس المسافة A، B هو في الواقع قياس وقت انتشار الضوء t. وفقًا للطرق المختلفة لقياس الوقت، يمكن عادةً تقسيم محددات المدى الليزرية إلى شكلين لقياس نوع النبض والطور.
جهاز تحديد المدى بالليزر من نوع الطور
محدد المدى بالليزر من نوع الطور هو تردد راديوي، وتعديل سعة شعاع الليزر وتحديد الضوء المشكل من وإلى خط القياس بمجرد تأخير الطور، ثم وفقًا للطول الموجي للضوء المشكل، يتم تحويل تأخير الطور الذي يمثله المسافة. أي الطريقة غير المباشرة لتحديد الزمن الذي يحتاجه الضوء عن طريق القياس الخطي ذهاباً وإياباً، كما هو موضح في الشكل.
يتم استخدام محدد المدى بالليزر من نوع الطور بشكل عام في تحديد المدى الدقيق. بسبب دقتها العالية، بشكل عام، على مقياس ملليمتر، من أجل عكس الإشارة بشكل فعال، وجعل تحديد الهدف يقتصر على نقطة محددة تتناسب مع دقة الجهاز، حيث يتم تكوين أجهزة تحديد المدى هذه مع عاكس يعرف باسم الهدف التعاوني
إذا كان التردد الزاوي للضوء المشكل هو ω وكان تأخير الطور الناتج عن رحلة ذهابًا وإيابًا على المسافة المراد قياسها D 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 قيراط=1/2 ج-φ/ω=ج/(4πf) (Nπ+Δφ)
=c/4f (N+ΔN)=U(N+)
مكافئ:
φ - إجمالي تأخير الطور الناتج عن انتقال الإشارة من وإلى خط المسح مرة واحدة.
ω - التردد الزاوي لإشارة التعديل، ω=2πf.
U - طول الوحدة، القيمة تساوي 1/4 الطول الموجي للتشكيل
N - عدد أنصاف الأطوال الموجية المعدلة الموجودة في خط القياس.
Δφ - جزء الإشارة المنتقلة من وإلى الخط الذي ينتج تأخير طور أقل من π في المرة الواحدة.
ΔN - الجزء الكسري من موجة التعديل الموجودة في الخط الذي يقل طوله عن نصف الموجة.
ΔN=φ/ω
في التشكيل المحدد والظروف الجوية القياسية، يكون التردد c / (4πf) ثابتًا، وفي هذا الوقت يصبح قياس المسافة هو قياس عدد أنصاف الأطوال الموجية الموجودة في خط القياس وأقل من نصف طول موجة جزء كسور من قياس N أو φ، بسبب تطور تكنولوجيا الآلات الدقيقة الحديثة وتكنولوجيا قياس الطور الراديوي، مكّن قياس φ من تحقيق درجة عالية جدًا من الدقة.
من أجل قياس زاوية الطور φ أقل من π، يمكن قياسها بطرق مختلفة، يتم تطبيقها عادةً * أكثر من قياس الطور المتأخر وقياس الطور الرقمي، يتم استخدام محدد المدى الليزري قصير المدى الحالي للحصول على φ الرقمي مبدأ قياس المرحلة.
من الظروف العامة المذكورة أعلاه، فإن جهاز تحديد المدى بالليزر من نوع الطور يستخدم الانبعاث المستمر لأشعة الليزر مع إشارة التعديل، من أجل الحصول على نطاق عالي الدقة، يحتاج أيضًا إلى تكوين هدف التعاون، والمقدمة الحالية لجهاز تحديد المدى الليزري المحمول هو جهاز تحديد المدى بالليزر النبضي و نوع جديد من محدد المدى، فهو ليس صغيرًا وخفيف الوزن فحسب، بل يستخدم أيضًا تقنية التقسيم الفرعي لنشر النبض الرقمي، ولا حاجة للتعاون مع الهدف لتحقيق دقة مستوى المليمتر، وكان نطاق القياس أكثر من 100 متر، ويمكن عرض المسافة بسرعة ودقة مباشرة. هو قياس هندسي دقيق قصير المدى، وقياس مساحة بناء المساكن في الجهاز القياسي الجديد لقياس الطول. الآن تطبيق * أكثر من شركة لايكا أنتجت سلسلة DISTO من أجهزة ضبط المدى بالليزر المحمولة وتلسكوب جهاز قياس المسافة بالليزر Touyad Trueyard.
