Περιεχόμενο
Ένας μετρητής απόστασης λέιζερ λειτουργεί με τη μέτρηση του χρόνου που χρειάζεται ένας παλμός φως λέιζερ να αντανακλάται από ένα στόχο και να επιστρέφεται στο er. Αυτό είναι γνωστό ως η αρχή της "πτήσης", και η μέθοδος είναι γνωστή ως μέτρηση "χρόνου πτήσης" ή "παλμού".
Λειτουργική αρχή
Ένας μετρητής απόστασης λέιζερ εκπέμπει έναν παλμό λέιζερ σε έναν στόχο. Ο παλμός στη συνέχεια αντανακλά το στόχο και πίσω στη συσκευή (στην περίπτωση αυτή, ένα μετρητή απόστασης λέιζερ). Αυτή η αρχή του "χρόνου πτήσης" βασίζεται στο γεγονός ότι το φως του λέιζερ ταξιδεύει με αρκετά σταθερή ταχύτητα μέσω της ατμόσφαιρας της Γης. Μέσα στο μετρητή, ένας απλός υπολογιστής υπολογίζει γρήγορα την απόσταση προς στόχευση. Αυτή η μέθοδος υπολογισμών απόστασης είναι ικανή να μετρήσει την απόσταση από τη Γη έως τη Σελήνη μέσα σε λίγα εκατοστά. Οι μετρητές απόστασης με λέιζερ μπορούν επίσης να αναφέρονται ως "ανιχνευτές εύρους τιμών" ή "ανιχνευτές εύρους λέιζερ".
Υπολογισμός απόστασης
Η απόσταση μεταξύ του μετρητή και του στόχου δίνεται από το D = ct / 2, όπου το c ισούται με την ταχύτητα του φωτός και το t είναι το χρονικό διάστημα για την στρογγυλή διαδρομή μεταξύ μετρητή και στόχου. Δεδομένης της υψηλής ταχύτητας με την οποία ταξιδεύει ο παλμός και της εστίασής του, αυτός ο τραχύς υπολογισμός είναι πολύ ακριβής σε αποστάσεις από τα πόδια ή τα μίλια, αλλά χάνει ακρίβεια σε πολύ πιο κοντινές ή μακρύτερες αποστάσεις.
Γιατί τα λέιζερ;
Τα λέιζερ είναι εστιασμένα, έντονα φωτάκια, συνήθως με μία μόνο συχνότητα. Είναι πολύ χρήσιμα για τη μέτρηση των αποστάσεων επειδή ταξιδεύουν με αρκετά σταθερούς ρυθμούς μέσω της ατμόσφαιρας και ταξιδεύουν πολύ μεγαλύτερες αποστάσεις πριν από την απόκλιση (η αποδυνάμωση και η εξάπλωση μιας δέσμης φωτός) μειώνει την αποτελεσματικότητα του μετρητή. Το φως λέιζερ είναι επίσης λιγότερο πιθανό να διασκορπιστεί όπως το λευκό φως, πράγμα που σημαίνει ότι το φως λέιζερ μπορεί να ταξιδέψει σε πολύ μεγαλύτερη απόσταση χωρίς να χάσει την ένταση. Σε σύγκριση με το συνηθισμένο λευκό φως, ένας παλμός λέιζερ διατηρεί μεγάλο μέρος της αρχικής του έντασης όταν αντανακλάται από τον στόχο, ο οποίος είναι πολύ σημαντικός για τον υπολογισμό της απόστασης σε ένα αντικείμενο.
Σκέψεις
Η ακρίβεια ενός μετρητή απόστασης λέιζερ εξαρτάται από τον αρχικό παλμό που επιστρέφει στη συσκευή. Παρόλο που οι ακτίνες λέιζερ είναι πολύ στενές και έχουν υψηλές ενέργειες, υφίστανται τις ίδιες ατμοσφαιρικές παραμορφώσεις που επηρεάζουν το κανονικό, λευκό φως. Αυτές οι ατμοσφαιρικές στρεβλώσεις ενδέχεται να δυσχεράνουν την ακριβή ανάγνωση της απόστασης ενός αντικειμένου κοντά σε πράσινο ή σε μεγάλες αποστάσεις περισσότερο από 1 χιλιόμετρο σε ερημικό έδαφος. Επίσης, διαφορετικά υλικά αντανακλούν το φως σε μεγαλύτερο ή μικρότερο βαθμό. Ένα υλικό που τείνει να απορροφά ή να διασκορπίσει το φως (διάχυση) μειώνει την πιθανότητα ο αρχικός παλμός λέιζερ να μπορεί να ανακλάται για υπολογισμό. Στις περιπτώσεις όπου ο στόχος έχει διάχυτη αντανάκλαση, θα πρέπει να χρησιμοποιείται μετρητής απόστασης λέιζερ χρησιμοποιώντας μια "μέθοδο μετατόπισης φάσης".
Λήψη Οπτικών
Για να εξασφαλιστεί η αξιοπιστία, οι μετρητές απόστασης λέιζερ χρησιμοποιούν κάποια μέθοδο για να ελαχιστοποιήσουν το φως του φόντου Πάρα πολύ φως του περιβάλλοντος μπορεί να επηρεάσει τη μέτρηση όταν ο αισθητήρας σφάλλει κάποιο μέρος του φωτός υποβάθρου για τον παλμό του ανακλώμενου λέιζερ, με αποτέλεσμα την ανάγνωση ψευδούς απόστασης. Για παράδειγμα, ένας μετρητής αποστάσεων με λέιζερ που έχει σχεδιαστεί για χρήση σε συνθήκες Ανταρκτικής, όπου αναμένεται έντονο φως υποβάθρου, χρησιμοποιεί έναν συνδυασμό φίλτρων στενού εύρους ζώνης, συχνότητες χωριστής δέσμης και μια πολύ μικρή ίριδα για να αποκλείσει όσο το δυνατόν περισσότερες παρεμβολές από το φως του φόντου.
Εφαρμογές
Οι μετρητές αποστάσεων με λέιζερ και οι συσκευές εύρεσης κλίμακας έχουν μια ευρεία ποικιλία χρήσεων, από τη χαρτογράφηση μέχρι τον αθλητισμό. Μπορούν να χρησιμοποιηθούν για να δημιουργήσουν χάρτες του ωκεάνιου δαπέδου ή χάρτες τοπογραφίας που εκκαθαρίζονται από τη βλάστηση.Χρησιμοποιούνται στον στρατό για να παρέχουν ακριβή απόσταση από τους στόχους για τους ελεύθερους σκοπευτές ή το πυροβολικό, για αναγνώριση και για μηχανική. Οι μηχανικοί και οι σχεδιαστές χρησιμοποιούν μετρητές αποστάσεων με λέιζερ για την κατασκευή τρισδιάστατων μοντέλων αντικειμένων. Οι τοξότες, οι κυνηγοί και οι παίκτες του γκολφ απασχολούν όλους τους ανιχνευτές εύρους ζώνης για να υπολογίσουν την απόσταση προς το στόχο