مبدأ وتطبيق جهاز تحديد المدى بالليزر
يستخدم جهاز تحديد المدى بالليزر الطور شعاع ليزر لتعديل السعة وقياس تأخير الطور الناتج عن الضوء المعدل الذي ينتقل ذهابًا وإيابًا إلى خط القياس، ثم يقوم بتحويل المسافة التي يمثلها تأخير الطور هذا بناءً على الطول الموجي للضوء المعدل. يتم استخدام الطريقة غير المباشرة لتحديد الوقت اللازم للضوء للانتقال ذهابًا وإيابًا عبر خط القياس.
تُستخدم أجهزة تحديد المدى بالليزر بشكل عام في تحديد المدى الدقيق. نظرًا لدقته العالية، عادةً على مستوى المليمتر، من أجل عكس الإشارة 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، ثم يمكن التعبير عن الوقت المقابل t على النحو التالي:
T= φ/ω
يمكن التعبير عن استبدال هذه العلاقة في المسافة D للمعادلة (3-6) بـ
D=1/2 ط م =1/2 ج· φ/ω= C/(4 π f) (N π زائد Δφ)
=C/4f (N زائد Δ N) =U (N زائد )
في المعادلة:
φ —— إجمالي تأخير الطور الناتج عن إشارة تنتقل ذهابًا وإيابًا إلى الخط.
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 في رحلة ذهابًا وإيابًا إلى خط القياس.
Δ N - الجزء الكسري من موجة التعديل الموجودة في خط القياس والذي يقل عن نصف طول الموجة.
Δ N= φ/ω
في ظل تعديل معين وظروف جوية قياسية، يكون التردد c/(4 π f) ثابتًا، ويصبح قياس المسافة هو قياس عدد أنصاف الأطوال الموجية المضمنة في خط القياس وقياس الأجزاء الكسرية الأقل من نصف الأطوال الموجية ، أي N أو φ، نظرًا لتطور تكنولوجيا الآلات الدقيقة الحديثة وتكنولوجيا قياس الطور الراديوي φ، حقق القياس دقة عالية.
من أجل قياس زاوية الطور أقل من π φ، يمكن استخدام طرق مختلفة للقياس، وأكثر الطرق استخدامًا هي قياس طور التأخير وقياس الطور الرقمي. تستخدم 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 الأهداف التعاونية. تعد أجهزة تحديد المدى الليزرية المحمولة التي تم طرحها نوعًا جديدًا آخر من أجهزة ضبط المدى بين أجهزة تحديد المدى بالليزر النبضية، والتي لا تتميز فقط بالحجم الصغير والوزن الخفيف، ولكنها تستخدم أيضًا تقنية توسيع النبض وتقسيمها لقياس الطور الرقمي. دون الحاجة إلى أهداف تعاونية، يمكن تحقيق دقة مستوى المليمتر، وقد 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. الأكثر استخدامًا هو جهاز تحديد المدى الليزري المحمول من سلسلة DISTO الذي تنتجه شركة Leica.
