Εισαγωγή στους τύπους μετρητών απόστασης και στον τρόπο λειτουργίας τους
Τα κοινά αποστασιομετρητές μπορούν να χωριστούν σε αποστασιομετρητές μικρής εμβέλειας, μεσαίας εμβέλειας και ανύψωσης ως προς την εμβέλεια.
Από τα αντικείμενα διαμόρφωσης που χρησιμοποιούνται από τα αποστασιομετρητές, μπορούν να χωριστούν σε φωτοηλεκτρικούς αποστασιομετρητές και ακουστικούς αποστασιομετρητές.
Φωτοηλεκτρικό αποστασιόμετρο
Οι οπτοηλεκτρονικοί αποστασιομετρητές χωρίζονται σε δύο τύπους με βάση τις μεθόδους εμβέλειας: αποστασιομετρητές μεθόδου φάσης και αποστασιομετρητές παλμών.
Το παλμικό αποστασιόμετρο είναι μια συσκευή που χρησιμοποιεί μια δέσμη φωτός που εκπέμπεται από ένα αντικείμενο στόχο για να μετρήσει το χρόνο που χρειάζεται για το αντικείμενο στόχο να ανακλά το φως πίσω, υπολογίζοντας έτσι την απόσταση μεταξύ του οργάνου και του αντικειμένου στόχου. Λόγω της καλής κατευθυντικότητας και του απλού μήκους κύματος του λέιζερ, χρησιμοποιείται γενικά ως αντικείμενο διαμόρφωσης σε οπτοηλεκτρονικούς αποστασιοποιητές. Ως εκ τούτου, οι παλμικοί αποστασιοποιητές είναι κοινώς γνωστοί ως αποστασιοποιητές λέιζερ.
Οι αποστασιοποιητές λέιζερ που χρησιμοποιούν τη μέθοδο παλμού μπορούν να επιτύχουν μεγαλύτερο εύρος και μπορούν να χρησιμοποιηθούν για μετρήσεις εσωτερικού και εξωτερικού χώρου. Η τυπική εμβέλεια είναι από 3,5 έως 2000 μέτρα, ενώ τα αποστασιοποιητικά λέιζερ υψηλής εμβέλειας μπορούν να φτάσουν έως και τα 5000 μέτρα. Οι αποστασιοποιητές λέιζερ για στρατιωτικούς σκοπούς μπορούν να φτάσουν ακόμη μεγαλύτερες αποστάσεις. Λόγω της ικανότητας μέτρησης απομακρυσμένων στόχων, τα αποστασιομετρικά λέιζερ έχουν γενικά ένα τηλεσκοπικό σύστημα, γνωστό και ως τηλεσκόπιο αποστασιόμετρο λέιζερ, προκειμένου να παρατηρούν οπτικά τον στόχο εμβέλειας από τον χρήστη. Το Σχήμα 1 είναι ένα τυπικό διάγραμμα ενός τηλεσκοπίου αποστασιόμετρου λέιζερ τριών σωλήνων.
Η ακρίβεια των αποστάσεων λέιζερ εξαρτάται κυρίως από την ακρίβεια του υπολογισμού του χρόνου μεταξύ εκπομπής και λήψης λέιζερ από το όργανο. Σύμφωνα με την τεχνολογία και την κατάσταση εφαρμογής που χρησιμοποιείται, οι αποστασιομετρητές λέιζερ μπορούν να χωριστούν σε συμβατικούς αποστασιομετρητές λέιζερ με ακρίβεια περίπου 1 μέτρου (που χρησιμοποιούνται κυρίως για υπαίθρια αθλήματα, κυνήγι κ. κατασκευές, εφαρμογές μηχανικής, στρατιωτικές και άλλες περιπτώσεις με υψηλές απαιτήσεις ακρίβειας.
Ο αποστασιόμετρο μεθόδου φάσης είναι ένας μετρητής απόστασης που διαμορφώνει τη φάση του λέιζερ και λαμβάνει απόσταση μετρώντας τη διαφορά φάσης του ανακλώμενου λέιζερ. Λόγω της ανάγκης ανίχνευσης της φάσης του ανακλώμενου λέιζερ, είναι απαραίτητο να ληφθεί ένα σήμα με ισχυρή ένταση. Λαμβάνοντας υπόψη την ασφάλεια του ανθρώπινου ματιού, ο αποστασιόμετρο παλμικού λέιζερ δεν μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως τηλεσκοπικό σύστημα και η εμβέλεια είναι μικρή. Το τυπικό εύρος εμβέλειας είναι 0,5 mm έως 150 μέτρα. Γενικά, ο μετρητής απόστασης λέιζερ φάσης χρησιμοποιεί ένα λέιζερ 635 νανομέτρων (οπτικά κόκκινο) ως αντικείμενο εντοπισμού σφαλμάτων, γνωστό και ως ανιχνευτής απόστασης υπερύθρων. Ωστόσο, ο ορισμός του λέιζερ δεν ορίζεται από το χρώμα. Εάν ένας αποστασιόμετρο λέιζερ 635 νανομέτρων ακτινοβοληθεί απευθείας στο ανθρώπινο μάτι, θα προκαλέσει μη αναστρέψιμη βλάβη. Συνιστάται στους αναγνώστες να το χρησιμοποιούν και να το προστατεύουν σωστά.
Ακουστικός αποστασιόμετρο
Η μέτρηση ακουστικής απόστασης είναι ένα όργανο που χρησιμοποιεί τα χαρακτηριστικά ανάκλασης των ηχητικών κυμάτων για μέτρηση. Γενικά, τα υπερηχητικά κύματα χρησιμοποιούνται ως αντικείμενα διαμόρφωσης, δηλαδή μετρητές υπερήχων. Ο πομπός υπερήχων εκπέμπει υπερηχητικά κύματα προς μια ορισμένη κατεύθυνση και ταυτόχρονα ξεκινά το χρονισμό. Τα υπερηχητικά κύματα διαδίδονται στον αέρα και επιστρέφουν αμέσως όταν συναντούν εμπόδια. Ο δέκτης υπερήχων διακόπτει αμέσως το χρονισμό κατά τη λήψη ανακλώμενων κυμάτων. Με τη συνεχή ανίχνευση της ηχούς που αντανακλάται από εμπόδια μετά την εκπομπή κύματος, μετράται η χρονική διαφορά T μεταξύ της εκπομπής υπερηχητικών κυμάτων και των ηχών λήψης και, στη συνέχεια, υπολογίζεται η απόσταση L.
Λόγω της σημαντικής επίδρασης της θερμοκρασίας, της υγρασίας, της πίεσης του αέρα και άλλων παραγόντων στην ταχύτητα διάδοσης των κυμάτων υπερήχων στον αέρα, τα σφάλματα μέτρησης είναι μεγάλα. Επιπλέον, λόγω του μεγαλύτερου μήκους κύματος των κυμάτων υπερήχων, η απόσταση διάδοσης είναι μικρότερη, με αποτέλεσμα χαμηλότερη ακρίβεια μέτρησης για τους γενικούς μετρητές υπερήχων. Ωστόσο, λόγω της διάδοσης του υπερήχου σε σχήμα ανεμιστήρα, το εύρος ανίχνευσής του είναι μεγαλύτερο από αυτό των φωτοηλεκτρικών αποστάσεων και χρησιμοποιείται ευρέως στην πρακτική μηχανική όπως η προστασία ασφαλείας, η μέτρηση ύψους καλωδίου και η ανίχνευση εμποδίων.
