項(xiàng)目三激光傳感器及其應(yīng)用學(xué)習(xí)教案

1、會計(jì)學(xué)1第一頁，共18頁。激光傳感器是利用激光技術(shù)進(jìn)行測量的傳感器。它由激光器、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(diǎn)是能實(shí)現(xiàn)無接觸遠(yuǎn)距離測量，速度(sd)快，精度高，量程大，抗光、電干擾能力強(qiáng)等。激光器是利用受激輻射原理使光在某些受激發(fā)的物質(zhì)激光器是利用受激輻射原理使光在某些受激發(fā)的物質(zhì)(wzh)中放大中放大或振蕩發(fā)射的器件?；蛘袷幇l(fā)射的器件。第1頁/共17頁第二頁，共18頁。1.固體(gt)激光器：紅寶石激光器、摻釹的釔鋁石榴石激光器、釹玻璃激光器2.氣體激光器：二氧化碳激光器、氦氖激光器、一氧化碳激光器3.液體激光器：有機(jī)染料激光器4.4. 半導(dǎo)體激光器：砷化鎵激光

2、器第2頁/共17頁第三頁，共18頁。激光激光(jgung)(jgung)的特點(diǎn)的特點(diǎn) 1 1 高方向性高方向性高方向性就是高平行度，即光束的發(fā)散角小。激光束的發(fā)散角已達(dá)高方向性就是高平行度，即光束的發(fā)散角小。激光束的發(fā)散角已達(dá)到到(d do)(d do)幾分甚至更小。所以通常稱激光是平行光。幾分甚至更小。所以通常稱激光是平行光。2 2 高亮度高亮度激光在單位面積上集中的能量很高。一臺較高水平的紅寶石脈沖激激光在單位面積上集中的能量很高。一臺較高水平的紅寶石脈沖激光器亮度達(dá)比太陽的發(fā)光亮度高出很多倍。把這種高亮度的激光束光器亮度達(dá)比太陽的發(fā)光亮度高出很多倍。把這種高亮度的激光束會聚后能產(chǎn)生幾百萬

3、攝氏度的高溫。在這種高溫下，就是最難熔的會聚后能產(chǎn)生幾百萬攝氏度的高溫。在這種高溫下，就是最難熔的金屬，在一瞬間也會熔化。金屬，在一瞬間也會熔化。 第3頁/共17頁第四頁，共18頁。3 3 單色性好單色性好單色光是指譜線寬度很窄的一段光波。用單色光是指譜線寬度很窄的一段光波。用表示波長，表示波長，表示譜線寬度，表示譜線寬度， 則越小，單色性越好。在普通光源中最好的單色光源是氪則越小，單色性越好。在普通光源中最好的單色光源是氪(Kr86)(Kr86)燈。它的燈。它的而普通的氦氖激光而普通的氦氖激光(jgung)(jgung)器所產(chǎn)生的激光器所產(chǎn)生的激光(jgung)(jgung)從上面數(shù)字可以看

4、出：激光從上面數(shù)字可以看出：激光(jgung)(jgung)的譜線寬度比普通光源相比提高了幾萬倍，的譜線寬度比普通光源相比提高了幾萬倍，因此激光因此激光(jgung)(jgung)是最好的單色光源。是最好的單色光源。4 4 高相干性高相干性相干性就是指相干波在疊加區(qū)得到穩(wěn)定的干涉條紋所表現(xiàn)的性質(zhì)。普通光源是非相干性就是指相干波在疊加區(qū)得到穩(wěn)定的干涉條紋所表現(xiàn)的性質(zhì)。普通光源是非相干光源，而激光相干光源，而激光(jgung)(jgung)是極好的相干光源。是極好的相干光源。 由于激光由于激光(jgung)(jgung)具有上述特點(diǎn)，因此利用激光具有上述特點(diǎn)，因此利用激光(jgung)(jgung

5、)可以導(dǎo)向；做成激光可以導(dǎo)向；做成激光(jgung)(jgung)干涉儀測量物體表面的平整度、測量長度、速度、轉(zhuǎn)角；切割硬質(zhì)材料干涉儀測量物體表面的平整度、測量長度、速度、轉(zhuǎn)角；切割硬質(zhì)材料等。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，激光等。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，激光(jgung)(jgung)的應(yīng)用會更加普遍。的應(yīng)用會更加普遍。nm00047. 0nm7 .605，nm10nm8 .6388-，第4頁/共17頁第五頁，共18頁。 激光激光(jgung)(jgung)傳感傳感器的應(yīng)用器的應(yīng)用 激光具有高亮度、高方向性、高單色性和高相干性的特點(diǎn)，應(yīng)用于測量激光具有高亮度、高方向性、高單色性和高相干性的特點(diǎn)，應(yīng)用于測量

6、和加工等方面，可以實(shí)現(xiàn)無觸點(diǎn)遠(yuǎn)距離的測量，而且速度高、精度高，和加工等方面，可以實(shí)現(xiàn)無觸點(diǎn)遠(yuǎn)距離的測量，而且速度高、精度高，測量范圍廣，抗光、電干擾能力強(qiáng)，因此激光得到測量范圍廣，抗光、電干擾能力強(qiáng)，因此激光得到(d do)了廣泛的應(yīng)了廣泛的應(yīng)用。用。第5頁/共17頁第六頁，共18頁。半導(dǎo)體激光器1被鏡片2聚焦到被測物體6。反射光被鏡片3收集(shuj)，投射到CCD陣列4上；信號處理器5通過三角函數(shù)計(jì)算陣列4上的光點(diǎn)位置得到具體的位移。三角法測量(cling)原理：第6頁/共17頁第七頁，共18頁。2/ctL 探測系統(tǒng)向目標(biāo)發(fā)射波束，波束被目標(biāo)表面放射產(chǎn)生回波信號。回波信號中直接或簡介地包含

7、待測信息(xnx)。接收與信號處理系統(tǒng)通過接收和分析回波信號，獲得被測量。回波(hu b)分析法測量：第7頁/共17頁第八頁，共18頁。第8頁/共17頁第九頁，共18頁。1.汽車汽車(qch)防撞探防撞探測器測器激光測距傳感器用來監(jiān)測汽車前后方向(fngxing)與其他汽車的距離，當(dāng)汽車間距小于預(yù)定安全距離時，汽車防碰撞系統(tǒng)對汽車進(jìn)行緊急剎車，或者對司機(jī)發(fā)出報警，可以大量的減少行車事故。在高速公路上使用，其優(yōu)點(diǎn)更加明顯。第9頁/共17頁第十頁，共18頁。2.車流量監(jiān)控車流量監(jiān)控(jin kn)及車輪廓及車輪廓描畫描畫激光測距傳感器固定到高速或者重要路口的龍門架上，激光發(fā)射和接收垂直地面向下，對

8、準(zhǔn)一條車道的中間位置，當(dāng)有車輛通行時，激光測距傳感器能實(shí)時輸出所測得的距離值的相對(xingdu)改變值，進(jìn)而描繪出所測車的輪廓。這對于在重要路段監(jiān)控可以達(dá)到很好的效果，能夠區(qū)分各種車型，對車身高度掃描的采樣率可以達(dá)到10厘米一個點(diǎn)（在40Km/h時，采樣率為11厘米一個點(diǎn)）。對車流限高，限長，車輛分型等都能實(shí)時分辨，并能快速輸出結(jié)果。第10頁/共17頁第十一頁，共18頁。3. 激光激光(jgung)測速測速雙光束短距離近紅外測量車速：通過(tnggu)雙光束測得激光傳感器與車輛的距離：L1和L2，由于光束間的夾角大小固定，因此可算出寬度W，由時間間隔：T2-T1，可得出車速。激光傳感器發(fā)射的

9、是近紅外的光波，不能被雷達(dá)探測器、電子狗等探測，且不易受市區(qū)雷達(dá)雜波干擾，在智能交通中的應(yīng)用越來越廣泛。第11頁/共17頁第十二頁，共18頁。4. 激光測距與船只激光測距與船只(chunzh)安全安全使用激光測距傳感器，檢測船只到碼頭或到另外的船只的的相對距離(jl)和速度，船只根據(jù)激光測距傳感器輸出的數(shù)字信號，調(diào)整船只行進(jìn)的速度和航線，使船只可以安全航行。第12頁/共17頁第十三頁，共18頁。5. 激光測距與鐵路激光測距與鐵路(til)交通交通 使用(shyng)激光測距傳感器，可以測量火車到站臺的的距離和火車到站臺的相對速度。第13頁/共17頁第十四頁，共18頁。6. 激光測距與石油化工激

10、光測距與石油化工(sh yu hu n)在石油鉆機(jī)上使用：使用激光測距傳感器，可以測量(cling)油車到塔頂?shù)木嚯x和相對速度，防止“上碰下砸”事故的發(fā)生。第14頁/共17頁第十五頁，共18頁。 空速管在極端天色前提下，若遇污物、鳥類、昆蟲或結(jié)冰等引起梗阻，則會提供錯誤的讀數(shù)。這樣的話，就得依靠備用設(shè)備，如GPS，但也可能在風(fēng)暴中失效。該新型設(shè)備利用激光計(jì)算空速。氧分子吸收光子時，傳感器探測激光束中光子的多普勒移動。它利用激光光線，所以沒有物理部件暴露于氣流中，他們位于機(jī)翼或機(jī)身凹處的一個窗口(chungku)內(nèi)，此處的溫度可控。新型新型(xnxng)的激光空速傳感器可使空難的激光空速傳感器可

11、使空難避免避免第15頁/共17頁第十六頁，共18頁。美國(mi u)已經(jīng)研制出一種新式激光傳感器，能在狙擊手開槍之前便探測出他們的準(zhǔn)確位置，使其無所遁形。這種叫Mirage的便攜式雙筒探測激光傳感器由圣迭戈的多利松公司研制，可向1.2公里距離內(nèi)的物體發(fā)出符合安全標(biāo)準(zhǔn)的散焦激光。當(dāng)其發(fā)現(xiàn)槍或其他類似的武器裝置發(fā)出的光后，便隨即發(fā)回圖像，清楚顯示狙擊手的準(zhǔn)確位置。同時，這種傳感器還能測量出操作人員和目標(biāo)之間的距離，并在取景器中顯示參數(shù)。多利松公司合作伙伴戴維科彭哈弗說， Mirage采用的技術(shù)可將眼鏡、玻璃窗等日常物品與潛在的目標(biāo)區(qū)別開。因此，用Mirage很容易便可發(fā)現(xiàn)藏在1.2公里內(nèi)的狙擊手的位置。美國美國(mi u)研制新式激光傳感研制新式激光傳感器器第16頁/共17頁第十七頁，共18頁。NoImage內(nèi)容(nirng)總結(jié)會計(jì)學(xué)。激光器是利用受激輻射原理使光在某些受激發(fā)的物質(zhì)中放大或振蕩發(fā)射的器件。