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超聲波傳感器是利用超聲波的特性研制而成的傳感器。超聲波是一種振動頻 率高于聲波的機械波,由換能晶片在電壓的激勵下發(fā)生振動產(chǎn)生的,它具有頻率高、波長短、繞射現(xiàn)象小,特別是方向性好、能夠成為射線而定向傳播等特點。
IFM傳感器工作時,先由激光二極管對準目標(biāo)發(fā)射激光脈沖。經(jīng)目標(biāo)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(xué)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(xué)傳感器,因此它能檢測極其微弱的光信號。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(biāo)距離。激光傳感器必須極其精確地測定傳輸時間,因為光速太快。
激光測距傳感器的優(yōu)勢: 激光測距傳感器LDM301 核心技術(shù)指標(biāo)
1、 激光測距傳感器
2、 測量距離范圍0.5-300米,3000米(要使用反光板)
3、 全程精度誤差20毫米
4、 激光連續(xù)使用壽命超過5萬個小時(5年)
5、 具備標(biāo)準的RS232、RS422的通訊串口和以太網(wǎng)接口
6、 同時具備數(shù)字信號和4-20MA模擬型號輸出。模擬信號對應(yīng)距離zui大值可自行設(shè)定
7、 激光測距傳感器可以和以太網(wǎng)標(biāo)準ASC2碼
8、 簡潔實用的通訊軟件保證了現(xiàn)場工作的準確方便
1、IFM傳感器應(yīng)用于出租車計價器檢測系統(tǒng)
為了更加節(jié)能減排,解決電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的計量需求,移動式電動出租車計價器檢測系統(tǒng)正式啟用。檢測裝置大體分為兩部分,一個是類似密碼箱大小的主機,放在車的后座上,另一個是測距傳感器,吸附在車身上。據(jù)介紹,裝置采用的是行車測距法,司機開著車行駛一定距離,檢測裝置和計價器會同步采樣。整個檢測過程預(yù)計七八分鐘就能完成。[2]
一、傳輸時間激光距離傳感器的發(fā)展激光在檢測領(lǐng)域中的應(yīng)用十分廣泛,技術(shù)含量十分豐富,對社會生產(chǎn)和生活的影響也十分明顯。激光測距是激光*的應(yīng)用之一。這是由于激光具有方向性強、亮度高、單色性好等許多優(yōu)點。1965年前蘇聯(lián)利用激光測地球和月球之間距離(380´103km)誤差只有250m。1969年美國人登月后置反射鏡于月面,也用激光測量地月之距,誤差只有15cm。利用激光傳輸時間來測量距離的基本原理是通過測量激光往返目標(biāo)所需時間來確定目標(biāo)距離。即:傳輸時間激光測距雖然原理簡單、結(jié)構(gòu)簡單,但以前主要用于軍事和科學(xué)研究方面,在工業(yè)自動化方面卻很少見。因為激光測距傳感器售價太高,一般在幾千美元。實際上,所有工業(yè)用戶都在尋找一種能在較遠距離實現(xiàn)精密距離檢測的傳感器。因為許多情況下近距離安裝傳感器會受物理位置及生產(chǎn)環(huán)境的限制,如今的傳輸時間激光測距傳感器將為這類場合的工程師排憂解難。
二、工作原理 傳輸時間激光傳感器工作時。傳輸時間激光傳感器必須極其精確地測定傳輸時間,因為光速太快。例如,光速約為3´108m/s,要想使分辨率達到1mm,則傳輸時間測距傳感器的電子電路必須能分辨出以下極短的時間:0.001m¸(3´108m/s)=3ps要分辨出3ps的時間,這是對電子技術(shù)提出的過高要求,實現(xiàn)起來造價太高。但是如今廉價的傳輸時間激光傳感器巧妙地避開了這一障礙,利用一種簡單的統(tǒng)計學(xué)原理,即平均法則實現(xiàn)了1mm的分辨率,并且能保證響應(yīng)速度。
三、解決其它技術(shù)無法解決的問題 傳輸時間激光距離傳感器可用于其它技術(shù)無法應(yīng)用的場合。例如,當(dāng)目標(biāo)很近時,計算來自目標(biāo)反射光的普通光電傳感器也能完成大量的精密位置檢測任務(wù)。但是,當(dāng)目標(biāo)距離較遠內(nèi)或目標(biāo)顏色變化時,普通光電傳感器就難以應(yīng)付了。雖然*的背景噪聲抑制傳感器和三角測量傳感器在目標(biāo)顏色變化的情況下能較好地工作,但是,在目標(biāo)角度不固定或目標(biāo)太亮?xí)r,其性能的可預(yù)測性變差。此外,三角測量傳感器一般量程只限于0.5m以內(nèi)。超聲波傳感器雖然也經(jīng)常用于檢測距離較遠的物體,而且由于它不是光學(xué)裝置,所以不受顏色變化的影響。但是,超聲波傳感器是依據(jù)聲速測量距離的,因此存在一些固有的缺點,不能用于以下場合。
①待測目標(biāo)與傳感器的換能器不相垂直的場合。因為超聲波檢測的目標(biāo)必須處于與傳感器垂直方位偏角不大于10°角以內(nèi)。
②需要光束直徑很小的場合。因為一般超聲波束在離開傳感器2m遠時直徑為0.76cm。
③需要可見光斑進行位置校準的場合。
④多風(fēng)的場合。
⑤真空場合。
⑥溫度梯度較大的場合。因為這種情況下會造成聲速的變化。
⑦需要快速響應(yīng)的場合。
⑧空氣密度變化較大的情況。密度變化會造成聲速變化。
而激光距離傳感器能解決上述所有場合的檢測。
四、在自動化領(lǐng)域的廣泛用途 如今,自動檢測和控制的方法中,除了超聲波傳感器和普通光電傳感器外,又增加了一個能解決長距離測量和檢驗的新方法—傳輸時間激光距離傳感器。它為各種不同場合提供了應(yīng)用的靈活性,這些場合可包括如下:
①設(shè)備定位。
②測量料包的料位。
③測量傳送帶上的物體距離和物體高度。
④測量原木直徑。
⑤保護高架起重機免于碰撞。
⑥*檢查場合。
⑦飛機離地距離監(jiān)測。
激光測距傳感器的基本組成是激光器、成像物鏡、光電位敏接收器、信號處理機測量結(jié)果顯示系統(tǒng)。激光束在被測物體表面上形成一個亮的光斑,成像物鏡將該光斑成像到光敏接收器的光敏上,產(chǎn)生探測其敏感面上光斑位置的電信號。當(dāng)被測物體移動時,其表面上光斑相對成像物鏡的位置發(fā)生改變,相應(yīng)地成像點在光敏器件上的位置也要發(fā)生變化,由目標(biāo)反射回來的光線通過接收鏡頭組并聚焦于CCD,傳感器使用CCD上的所有光點的光量分布來決定光點的中心,并以此作為目標(biāo)物位置。CCD檢測出光點對每一像素的光量分布峰值并將其識別為目標(biāo)物位置,不管光點的光量分布如何,CCD都能做穩(wěn)定的高精度位移測量。
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