激光傳感器由激光器、激光檢測器和測量電路組成。激光傳感器是新型測量儀表,它的優(yōu)點是能實現(xiàn)無接觸遠距離測量,速度快,精度高,量程大,抗光、電干擾能力強等。激光傳感器工作時,先由激光發(fā)射二極管對準目標發(fā)射激光脈沖。經(jīng)目標反射后激光向各方向散射。部分散射光返回到傳感器接收器,被光學系統(tǒng)接收后成像到雪崩光電二極管上。雪崩光電二極管是一種內(nèi)部具有放大功能的光學傳感器,因此它能檢測極其微弱的光信號,并將其轉(zhuǎn)化為相應的電信號。常見的是激光測距傳感器,它通過記錄并處理從光脈沖發(fā)出到返回被接收所經(jīng)歷的時間,即可測定目標距離。
激光傳感器的應用
利用激光的高方向性、高單色性和高亮度等特點可實現(xiàn)無接觸遠距離測量。激光傳感器常用于長度、距離、振動、速度、方位等物理量的測量,還可用于探傷和大氣污染物的監(jiān)測等。
激光測長
精密測量長度是精密機械制造工業(yè)和光學加工工業(yè)的關(guān)鍵技術(shù)之一。現(xiàn)代長度計量多是利用光波的干涉現(xiàn)象來進行的,其精度主要取決于光的單色性的好壞。激光是最理想的光源,它比以往最好的單色光源(氪-86燈)還純10萬倍。因此激光測長的量程大、精度高。
激光測距
它的原理與無線電雷達相同,將激光對準目標發(fā)射出去后,測量它的往返時間,再乘以光速即得到往返距離。由于激光具有高方向性、高單色性和高功率等優(yōu)點,這些對于測遠距離、判定目標方位、提高接收系統(tǒng)的信噪比、保證測量精度等都是很關(guān)鍵的,因此激光測距儀日益受到重視。在激光測距儀基礎上發(fā)展起來的激光雷達不僅能測距,而且還可以測目標方位、運運速度和加速度等,已成功地用于人造衛(wèi)星的測距和跟蹤。
激光測振
它基于多普勒原理測量物體的振動速度。多普勒原理是指:若波源或接收波的觀察者相對于傳播波的媒質(zhì)而運動,那么觀察者所測到的頻率不僅取決于波源發(fā)出的振動頻率而且還取決于波源或觀察者的運動速度的大小和方向。所測頻率與波源的頻率之差稱為多普勒頻移。
激光測速
它也是基多普勒原理的一種激光測速方法,用得較多的是激光多普勒流速計(見激光流量計),它可以測量風洞氣流速度、火箭燃料流速、飛行器噴射氣流流速、大氣風速和化學反應中粒子的大小及匯聚速度等。
激光傳感器濾光片是用于控制激光傳感器中激光光束的波長和強度的光學器件。這些濾光片通常使用的是高透過率的玻璃或類似材料制成,可以通過選擇不同的濾波器來實現(xiàn)對激光光束的控制。
激光傳感器濾光片的作用是過濾掉激光光束中不需要的光譜范圍,使得傳感器只接收所需的光譜范圍內(nèi)的激光光束。這可以提高激光傳感器的測量精度和可靠性,避免激光束的雜散光或干擾光對測量結(jié)果的影響。
不同類型的激光傳感器需要不同類型的濾光片,因為它們對光譜范圍和波長的敏感程度不同。一般來說,常用的激光傳感器濾光片包括長波通濾光片、短波通濾光片、帶通濾光片和帶阻濾光片等。
在選擇激光傳感器濾光片時,需要根據(jù)具體的應用需求和傳感器規(guī)格進行選擇,以確保傳感器能夠獲得更佳的性能和測量精度。