Mae mesuryddion pellter laser wedi dod yn offer anhepgor mewn meysydd sy'n amrywio o chwaraeon ac adeiladu i ymchwil filwrol a gwyddonol. Mae'r dyfeisiau hyn yn mesur pellteroedd gyda chywirdeb rhyfeddol trwy allyrru curiadau laser a dadansoddi eu hadlewyrchiadau. Er mwyn gwerthfawrogi sut maen nhw'n gweithio, mae'n hanfodol dadansoddi eu cydrannau craidd. Yn yr erthygl hon, byddwn yn archwilio rhannau allweddol mesurydd pellter laser a'u rolau wrth ddarparu mesuriadau cywir.
1. Deuod Laser (Allyrrydd)
Wrth wraidd pob mesurydd pellter laser mae'r deuod laser, sy'n cynhyrchu'r trawst golau cydlynol a ddefnyddir ar gyfer mesur. Gan weithredu fel arfer yn y sbectrwm agos-is-goch (e.e. tonfeddi 905 nm neu 1550 nm), mae'r deuod yn allyrru pylsau golau byr, wedi'u ffocysu. Mae'r dewis o donfedd yn cydbwyso diogelwch (i amddiffyn llygaid dynol) a pherfformiad mewn amodau amgylcheddol amrywiol. Mae deuodau o ansawdd uchel yn sicrhau dwyster trawst cyson, sy'n hanfodol ar gyfer cywirdeb pellter hir.
2. System Lens Optegol
Mae gan y system lens optegol ddau brif swyddogaeth:
- Collimiad: Mae'r trawst laser a allyrrir yn cael ei gulhau a'i alinio'n drawst cyfochrog i leihau gwasgariad dros bellter.
- Ffocysu: Ar gyfer y golau adlewyrchol sy'n dychwelyd, mae lensys yn canolbwyntio'r ffotonau gwasgaredig ar y synhwyrydd.
Gall mesuryddion pellter uwch gynnwys lensys addasadwy neu alluoedd chwyddo i addasu i wahanol feintiau neu bellteroedd targedau.
3. Ffotosynhwyrydd (Derbynnydd)
Mae'r ffotosynhwyrydd—yn aml yn ffotodiod eirlithriad (APD) neu ddeuod PIN—yn dal y pylsau laser adlewyrchol. Mae APDs yn cael eu ffafrio ar gyfer cymwysiadau pellter hir oherwydd eu sensitifrwydd uchel a'u gallu i fwyhau signalau gwan. I hidlo golau amgylchynol (e.e., golau haul), mae hidlwyr pasio band optegol wedi'u hintegreiddio i'r derbynnydd, gan sicrhau mai dim ond tonfedd benodol y laser sy'n cael ei chanfod.
4. Cylchedwaith Amser-Hedfan (ToF)
Y gylchedwaith amser-hedfan yw'r ymennydd y tu ôl i gyfrifo pellter. Mae'n mesur yr oedi amser rhwng y pwls a allyrrir a'r adlewyrchiad a ganfyddir. Gan fod golau'n teithio ar gyflymder hysbys (~3 × 10⁸ m/s), cyfrifir y pellter gan ddefnyddio'r fformiwla:
Mae amseryddion cyflymder uwch-uchel (gyda datrysiadau mewn picoseconds) yn hanfodol ar gyfer cywirdeb lefel milimetr, yn enwedig mewn cymwysiadau amrediad byr.
5. Uned Prosesu Signalau
Caiff data crai o'r ffotosynhwyrydd ei brosesu gan ficroreolydd neu brosesydd signal digidol (DSP). Mae'r uned hon yn hidlo sŵn, yn gwneud iawn am ffactorau amgylcheddol (e.e., gwanhau atmosfferig), ac yn trosi mesuriadau amser yn ddarlleniadau pellter. Gall algorithmau uwch hefyd drin adleisiau lluosog (e.e., anwybyddu dail wrth dargedu boncyff coeden).
6. Arddangosfa a Rhyngwyneb Defnyddiwr
Mae gan y rhan fwyaf o fesuryddion pellter arddangosfa LCD neu OLED i ddangos mesuriadau, yn aml wedi'u hategu â dulliau fel addasu llethr, sganio parhaus, neu gysylltedd Bluetooth ar gyfer cofnodi data. Mae mewnbynnau defnyddwyr—botymau, sgriniau cyffwrdd, neu ddeialau cylchdro—yn caniatáu addasu ar gyfer achosion defnydd penodol, fel golff, hela, neu arolygu.
7. Cyflenwad Pŵer
Mae batri cryno ailwefradwy (e.e., Li-ion) neu gelloedd tafladwy yn pweru'r ddyfais. Mae effeithlonrwydd ynni yn hanfodol, yn enwedig ar gyfer modelau llaw a ddefnyddir mewn lleoliadau awyr agored. Mae rhai mesuryddion pellter yn ymgorffori moddau arbed pŵer i ymestyn oes y batri yn ystod anweithgarwch.
8. Systemau Tai a Mowntio
Mae'r tai wedi'u cynllunio ar gyfer gwydnwch ac ergonomeg, yn aml yn cynnwys deunyddiau sy'n gwrthsefyll dŵr neu sy'n gallu gwrthsefyll sioc (graddfeydd IP). Ar gyfer integreiddio ag offer arall (e.e. camerâu, reifflau, neu dronau), gellir cynnwys opsiynau mowntio fel socedi trybedd neu reiliau Picatinny.
Sut Mae'r Cyfan yn Gweithio Gyda'i Gilydd
1. Mae'r deuod laser yn allyrru pwls tuag at y targed.
2. Mae'r system optegol yn cyfeirio'r trawst ac yn casglu adlewyrchiadau.
3. Mae'r ffotosynhwyrydd yn dal y signal dychwelyd, wedi'i hidlo o sŵn amgylchynol.
4. Mae cylchedwaith ToF yn cyfrifo'r amser sydd wedi mynd heibio.
5. Mae'r prosesydd yn trosi amser yn bellter ac yn arddangos y canlyniad.
Casgliad
O gywirdeb ei ddeuod laser i soffistigedigrwydd ei algorithmau prosesu, mae pob cydran o fesurydd pellter laser yn chwarae rhan hanfodol wrth sicrhau cywirdeb a dibynadwyedd. P'un a ydych chi'n golffiwr yn barnu pyt neu'n beiriannydd yn mapio tir, mae deall yr elfennau hyn yn helpu i ddewis yr offeryn cywir ar gyfer eich anghenion.
Amser postio: Mawrth-18-2025