Η αρχή και η εφαρμογή του μετρητή απόστασης λέιζερ φάσης
Ο μετρητής απόστασης λέιζερ φάσης χρησιμοποιεί μια δέσμη λέιζερ για να διαμορφώσει το πλάτος και να μετρήσει την καθυστέρηση φάσης που δημιουργείται από το διαμορφωμένο φως που ταξιδεύει εμπρός και πίσω στη γραμμή μέτρησης και στη συνέχεια μετατρέπει την απόσταση που αντιπροσωπεύεται από αυτήν την καθυστέρηση φάσης με βάση το μήκος κύματος του διαμορφωμένου φωτός. Η έμμεση μέθοδος χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό του χρόνου που απαιτείται για να ταξιδέψει το φως εμπρός και πίσω μέσω της γραμμής μέτρησης.
Οι μετρητές απόστασης λέιζερ φάσης χρησιμοποιούνται γενικά στην εμβέλεια ακριβείας. Λόγω της υψηλής ακρίβειάς του, συνήθως σε επίπεδο χιλιοστών, προκειμένου να αντανακλά αποτελεσματικά το σήμα και να περιοριστεί ο μετρούμενος στόχος σε ένα συγκεκριμένο σημείο που είναι ανάλογο με την ακρίβεια του οργάνου, αυτός ο τύπος αποστασιόμετρου είναι εξοπλισμένος με έναν ανακλαστήρα που ονομάζεται συνεργατικός στόχος.
Εάν η συχνότητα γωνίας διαμόρφωσης είναι ω, 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
Η αντικατάσταση αυτής της σχέσης στην απόσταση D της εξίσωσης (3-6) μπορεί να εκφραστεί ως
D=1/2 ct=1/2 c· φ/ω= C/(4 π f) (N π συν Δφ)
=C/4f (N συν Δ N) =U (N συν )
Στην εξίσωση:
φ—— Η συνολική καθυστέρηση φάσης που δημιουργείται από ένα σήμα που ταξιδεύει εμπρός και πίσω στη γραμμή.
ω—— Η γωνιακή συχνότητα του διαμορφωμένου σήματος, ω= 2 π f.
U - Μήκος μονάδας, αριθμητική τιμή ίση με 1/4 μήκος κύματος διαμόρφωσης
N - Ο αριθμός των διαμορφωμένων μισών μηκών κύματος που περιλαμβάνονται στη γραμμή μέτρησης.
Δφ—— Το σήμα δημιουργεί καθυστέρηση φάσης μικρότερη από π σε μία διαδρομή μετ' επιστροφής στη γραμμή μέτρησης.
Δ N - Το κλασματικό τμήμα του κύματος διαμόρφωσης που περιέχεται στη γραμμή μέτρησης που είναι μικρότερο από το μισό μήκος κύματος.
Δ N= φ/ω
Υπό δεδομένη διαμόρφωση και τυπικές ατμοσφαιρικές συνθήκες, η συχνότητα c/(4 π f) είναι σταθερά και η μέτρηση της απόστασης γίνεται η μέτρηση του αριθμού των μισών μηκών κύματος που περιλαμβάνονται στη γραμμή μέτρησης και η μέτρηση κλασματικών μερών μικρότερων από τα μισά μήκη κύματος , δηλαδή N ή φ, Λόγω της ανάπτυξης της σύγχρονης τεχνολογίας μηχανικής κατεργασίας ακριβείας και τεχνολογίας μέτρησης ραδιοφάσης φ Η μέτρηση έχει επιτύχει υψηλή ακρίβεια.
Για να μετρηθεί η γωνία φάσης μικρότερη από π φ, μπορούν να χρησιμοποιηθούν διαφορετικές μέθοδοι για μέτρηση και οι πιο συχνά χρησιμοποιούμενες μέθοδοι είναι η μέτρηση φάσης καθυστέρησης και η ψηφιακή μέτρηση φάσης. Οι αποστασιοποιητές λέιζερ μικρής εμβέλειας χρησιμοποιούν την αρχή της ψηφιακής μέτρησης φάσης για να λάβουν φ.
Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, γενικά, οι αποστασιοποιητές λέιζερ φάσης χρησιμοποιούν συνεχή δέσμη λέιζερ με διαμορφωμένα σήματα. Προκειμένου να επιτευχθεί υψηλή ακρίβεια εμβέλειας, πρέπει να διαμορφωθούν συνεργατικοί στόχοι. Οι φορητοί αποστασιόμετρο λέιζερ που παρουσιάστηκαν είναι ένας άλλος νέος τύπος αποστασιομετρητών παλμικού λέιζερ, οι οποίοι όχι μόνο έχουν μικρό μέγεθος και μικρό βάρος, αλλά χρησιμοποιούν επίσης τεχνολογία διεύρυνσης και υποδιαίρεσης παλμών μέτρησης ψηφιακής φάσης. Χωρίς την ανάγκη συνεργατικών στόχων, μπορεί να επιτευχθεί ακρίβεια επιπέδου χιλιοστών και το εύρος μέτρησης έχει ξεπεράσει τα 100 μέτρα, και μπορεί να εμφανίσει γρήγορα και με ακρίβεια την απόσταση άμεσα. Είναι ο πιο πρόσφατος τύπος τυπικού οργάνου 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.
