Εφαρμογή και Θεωρία Phase Laser Range Finder
Ο μετρητής απόστασης λέιζερ φάσης χρησιμοποιεί τη διαμόρφωση πλάτους της δέσμης λέιζερ για να μετρήσει την καθυστέρηση φάσης που δημιουργείται από το διαμορφωμένο φως που πηγαίνει εμπρός και πίσω στη γραμμή έρευνας μία φορά και στη συνέχεια μετατρέπει την απόσταση που αντιπροσωπεύεται από την καθυστέρηση φάσης σύμφωνα με το μήκος κύματος του διαμορφωμένου φωτός . Δηλαδή, η έμμεση μέθοδος χρησιμοποιείται για τη μέτρηση του χρόνου που απαιτείται για να ταξιδέψει το φως μέσω της γραμμής έρευνας.
Οι μετρητές απόστασης λέιζερ φάσης χρησιμοποιούνται γενικά στη μέτρηση απόστασης ακριβείας. Λόγω της υψηλής ακρίβειάς του, γενικά σε επίπεδο χιλιοστών, προκειμένου να αντανακλά αποτελεσματικά το σήμα και να περιοριστεί ο μετρούμενος στόχος σε ένα συγκεκριμένο σημείο ανάλογο με την ακρίβεια του οργάνου, αυτός ο αποστασιόμετρο είναι εξοπλισμένος με έναν ανακλαστήρα που ονομάζεται συνεργατικός στόχος. καθρέφτης.
Εάν η γωνιακή συχνότητα του διαμορφωμένου φωτός είναι ω, και η καθυστέρηση φάσης που δημιουργείται από μια διαδρομή μετ' επιστροφής στην απόσταση D που θα μετρηθεί είναι φ, τότε ο αντίστοιχος χρόνος t μπορεί να εκφραστεί ως:
t=φ/ω
Αντικαθιστώντας αυτήν τη σχέση σε (3-6) η απόσταση D μπορεί να εκφραστεί ως
D=1/2 ct=1/2 c·φ/ω=c/(4πf) (Nπ συν Δφ)
=c/4f (N συν ΔN)=U(N συν )
Στον τύπο:
φ——Η συνολική καθυστέρηση φάσης που δημιουργείται από το σήμα που πηγαίνει μπρος-πίσω στη γραμμή μέτρησης μία φορά.
ω——Η γωνιακή συχνότητα του σήματος διαμόρφωσης, ω=2πf.
U——μονάδα μήκους, η τιμή είναι ίση με το 1/4 του μήκους κύματος διαμόρφωσης
N——Ο αριθμός των διαμορφωμένων ημιμηκών κύματος που περιλαμβάνονται στη γραμμή έρευνας.
Δφ——Το τμήμα της καθυστέρησης φάσης μικρότερο από το π που παράγεται από το σήμα που πηγαίνει μπρος-πίσω στη γραμμή μέτρησης μία φορά.
ΔN——Το κλασματικό τμήμα του κύματος διαμόρφωσης που περιέχεται στη γραμμή έρευνας και είναι μικρότερο από το μισό μήκος κύματος.
ΔN=φ/ω
Υπό τη δεδομένη διαμόρφωση και τις τυπικές ατμοσφαιρικές συνθήκες, η συχνότητα c/(4πf) είναι σταθερή. Αυτή τη στιγμή, η μέτρηση της απόστασης γίνεται η μέτρηση του αριθμού των μισών μηκών κύματος που περιέχονται στη γραμμή έρευνας και η μέτρηση του κλασματικού μέρους μικρότερου από το μισό μήκος κύματος, δηλαδή N ή φ, λόγω της ανάπτυξης των σύγχρονων τεχνολογία κατεργασίας ακριβείας και τεχνολογία μέτρησης ραδιοφάσης, η μέτρηση του φ έχει φτάσει σε πολύ υψηλή ακρίβεια.
Για να μετρηθεί η γωνία φάσης φ που είναι μικρότερη από π, μπορούν να χρησιμοποιηθούν διαφορετικές μέθοδοι για τη μέτρησή της. Συνήθως, η μέτρηση καθυστέρησης φάσης και η ψηφιακή μέτρηση φάσης είναι οι πιο ευρέως χρησιμοποιούμενες. Οι ανιχνευτές εύρους λέιζερ μικρής εμβέλειας χρησιμοποιούν την αρχή της ψηφιακής μέτρησης φάσης για να λάβουν φ.
Σε γενικές γραμμές, ο ανιχνευτής εύρους λέιζερ φάσης χρησιμοποιεί μια δέσμη λέιζερ με ένα διαμορφωμένο σήμα για συνεχή εκπομπή. Για να επιτευχθεί μια μέτρηση εύρους υψηλής ακρίβειας, πρέπει να διαμορφωθεί ένας συνεργατικός στόχος. Ο φορητός ανιχνευτής εύρους λέιζερ είναι ένας παλμικός ανιχνευτής εύρους λέιζερ. Ένας άλλος νέος τύπος αποστασιόμετρου στο όργανο, δεν είναι μόνο μικρό σε μέγεθος και μικρό σε βάρος, αλλά χρησιμοποιεί επίσης τεχνολογία διεύρυνσης και υποδιαίρεσης παλμών μέτρησης ψηφιακής φάσης, η οποία μπορεί να επιτύχει ακρίβεια σε επίπεδο χιλιοστών χωρίς την ανάγκη συνεργατικού στόχου. Το εύρος μέτρησης έχει ξεπεράσει τα 100 μέτρα και μπορεί γρήγορα και με ακρίβεια να δείξει απευθείας απόσταση. Είναι το πιο πρόσφατο τυπικό όργανο μέτρησης μήκους στη μέτρηση μηχανικής ακριβείας μικρής εμβέλειας και μέτρηση επιφάνειας κτιρίου. Ο πιο ευρέως χρησιμοποιούμενος είναι ο φορητός αποστασιόμετρο λέιζερ της σειράς DISTO που παράγεται από την εταιρεία Leica.
