項(xiàng)目三-激光傳感器及其應(yīng)用

激光傳感器激光傳感器是利用激光技術(shù)進(jìn)行測(cè)量的傳感器。它由激光器、激光檢測(cè)器和測(cè)量電路組成。激光傳感器是新型測(cè)量?jī)x表，它的優(yōu)點(diǎn)是能實(shí)現(xiàn)無接觸遠(yuǎn)距離測(cè)量，速度快，精度高，量程大，抗光、電干擾實(shí)力強(qiáng)等。激光器是利用受激輻射原理使光在某些受激發(fā)的物質(zhì)中放大或振蕩放射的器件。固體激光器：紅寶石激光器、摻釹的釔鋁石榴石激光器、釹玻璃激光器氣體激光器：二氧化碳激光器、氦氖激光器、一氧化碳激光器液體激光器：有機(jī)染料激光器4.半導(dǎo)體激光器：砷化鎵激光器激光的特點(diǎn)1高方向性高方向性就是高平行度，即光束的發(fā)散角小。激光束的發(fā)散角已達(dá)到幾分甚至更小。所以通常稱激光是平行光。2高亮度激光在單位面積上集中的能量很高。一臺(tái)較高水平的紅寶石脈沖激光器亮度達(dá)比太陽的發(fā)光亮度高出很多倍。把這種高亮度的激光束會(huì)聚后能產(chǎn)生幾百萬攝氏度的高溫。在這種高溫下，就是最難熔的金屬，在一瞬間也會(huì)熔化。3單色性好單色光是指譜線寬度很窄的一段光波。用λ表示波長(zhǎng)，△λ表示譜線寬度，△λ則越小，單色性越好。在一般光源中最好的單色光源是氪(Kr86)燈。它的而一般的氦氖激光器所產(chǎn)生的激光從上面數(shù)字可以看出：激光的譜線寬度比一般光源相比提高了幾萬倍，因此激光是最好的單色光源。4高相干性相干性就是指相干波在疊加區(qū)得到穩(wěn)定的干涉條紋所表現(xiàn)的性質(zhì)。一般光源是非相干光源，而激光是極好的相干光源。由于激光具有上述特點(diǎn)，因此利用激光可以導(dǎo)向；做成激光干涉儀測(cè)量物體表面的平整度、測(cè)量長(zhǎng)度、速度、轉(zhuǎn)角；切割硬質(zhì)材料等。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，激光的應(yīng)用會(huì)更加普遍。

激光傳感器的應(yīng)用激光具有高亮度、高方向性、高單色性和高相干性的特點(diǎn)，應(yīng)用于測(cè)量和加工等方面，可以實(shí)現(xiàn)無觸點(diǎn)遠(yuǎn)距離的測(cè)量，而且速度高、精度高，測(cè)量范圍廣，抗光、電干擾實(shí)力強(qiáng)，因此激光得到了廣泛的應(yīng)用。1.激光位移傳感器半導(dǎo)體激光器1被鏡片2聚焦到被測(cè)物體6。反射光被鏡片3收集，投射到CCD陣列4上；信號(hào)處理器5通過三角函數(shù)計(jì)算陣列4上的光點(diǎn)位置得到具體的位移。三角法測(cè)量原理：2.激光測(cè)距傳感器探測(cè)系統(tǒng)向目標(biāo)放射波束，波束被目標(biāo)表面放射產(chǎn)生回波信號(hào)?；夭ㄐ盘?hào)中干脆或簡(jiǎn)介地包含待測(cè)信息。接收與信號(hào)處理系統(tǒng)通過接收和分析回波信號(hào)，獲得被測(cè)量?；夭ǚ治龇y(cè)量：1.汽車防撞探測(cè)器激光測(cè)距傳感器用來監(jiān)測(cè)汽車前后方向與其他汽車的距離，當(dāng)汽車間距小于預(yù)定平安距離時(shí)，汽車防碰撞系統(tǒng)對(duì)汽車進(jìn)行緊急剎車，或者對(duì)司機(jī)發(fā)出報(bào)警，可以大量的削減行車事故。在高速馬路上運(yùn)用，其優(yōu)點(diǎn)更加明顯。激光傳感器的應(yīng)用（工程應(yīng)用）2.車流量監(jiān)控及車輪廓描畫激光測(cè)距傳感器固定到高速或者重要路口的龍門架上，激光放射和接收垂直地面對(duì)下，對(duì)準(zhǔn)一條車道的中間位置，當(dāng)有車輛通行時(shí)，激光測(cè)距傳感器能實(shí)時(shí)輸出所測(cè)得的距離值的相對(duì)變更值，進(jìn)而描繪出所測(cè)車的輪廓。這對(duì)于在重要路段監(jiān)控可以達(dá)到很好的效果，能夠區(qū)分各種車型，對(duì)車身高度掃描的采樣率可以達(dá)到10厘米一個(gè)點(diǎn)（在40Km/h時(shí)，采樣率為11厘米一個(gè)點(diǎn)）。對(duì)車流限高，限長(zhǎng)，車輛分型等都能實(shí)時(shí)辨別，并能快速輸出結(jié)果。3.激光測(cè)速雙光束短距離近紅外測(cè)量車速：通過雙光束測(cè)得激光傳感器與車輛的距離：L1和L2，由于光束間的夾角大小固定，因此可算出寬度W，由時(shí)間間隔：T2-T1，可得出車速。激光傳感器放射的是近紅外的光波，不能被雷達(dá)探測(cè)器、電子狗等探測(cè)，且不易受市區(qū)雷達(dá)雜波干擾，在智能交通中的應(yīng)用越來越廣泛。4.激光測(cè)距與船只平安運(yùn)用激光測(cè)距傳感器，檢測(cè)船只到碼頭或到另外的船只的的相對(duì)距離和速度，船只依據(jù)激光測(cè)距傳感器輸出的數(shù)字信號(hào)，調(diào)整船只行進(jìn)的速度和航線，使船只可以平安航行。5.激光測(cè)距與鐵路交通

運(yùn)用激光測(cè)距傳感器，可以測(cè)量火車到站臺(tái)的的距離和火車到站臺(tái)的相對(duì)速度。6.激光測(cè)距與石油化工在石油鉆機(jī)上運(yùn)用：運(yùn)用激光測(cè)距傳感器，可以測(cè)量油車到塔頂?shù)木嚯x和相對(duì)速度，防止“上碰下砸”事故的發(fā)生。激光傳感器的前沿發(fā)展

空速管在極端天色前提下，若遇污物、鳥類、昆蟲或結(jié)冰等引起梗阻，則會(huì)供應(yīng)錯(cuò)誤的讀數(shù)。這樣的話，就得依靠備用設(shè)備，如GPS，但也可能在風(fēng)暴中失效。該新型設(shè)備利用激光計(jì)算空速。氧分子吸取光子時(shí)，傳感器探測(cè)激光束中光子的多普勒移動(dòng)。它利用激光光線，所以沒有物理部件暴露于氣流中，他們位于機(jī)翼或機(jī)身凹處的一個(gè)窗口內(nèi)，此處的溫度可控。

新型的激光空速傳感器可使空難避開美國已經(jīng)研制出一種新式激光傳感器，能在狙擊手開槍之前便探測(cè)出他們的精確位置，使其無所遁形。

這種叫Mirage的便攜式雙筒探測(cè)激光傳感器由圣迭戈的多利松公司研制，可向1.2公里距離內(nèi)的物體發(fā)出符合平安標(biāo)準(zhǔn)的散焦激光。當(dāng)其發(fā)覺槍或其他類似的武器裝置發(fā)出的光后，便隨即發(fā)回圖像，清晰顯示狙擊手的精確位置。同時(shí)，這種傳感器還能測(cè)量出操作人員和目標(biāo)之間的距離，并在取景器中