La misurazione laser (onda continua modulata in frequenza o FMCW) è una tecnica di misurazione laser comunemente utilizzata per misurare la distanza e la velocità. Quella che segue è una descrizione dettagliata del principio, dei vantaggi, degli svantaggi e delle caratteristiche della misurazione laser FMCW, nonché del panorama applicativo e del settore.
1. Principio della misurazione laser FMCW:
La tecnologia di misurazione laser FMCW si basa sul principio dell'onda continua modulata in frequenza (FMCW), che applica un segnale di modulazione di frequenza più lineare al raggio di uscita del laser, solitamente una rampa lineare o un segnale oscillante non lineare. Questo segnale modulante viene inviato a un dispositivo di misurazione (ad esempio, uno specchio traslatore su scala nanometrica o un generatore elettronico a microonde gigahertz) e la differenza di frequenza tra il segnale restituito dalla riflessione e il segnale trasmesso può essere utilizzata per misurare la distanza dell'oggetto dal laser .
La procedura è la seguente:
UN. Emissione del raggio laser: Il laser emette un raggio laser e applica un segnale di modulazione di frequenza al raggio laser.
B. Ricevi il segnale riflesso: il raggio laser colpisce l'oggetto target e si riflette per formare il segnale laser riflesso dall'oggetto. C. Elaborazione del mixer: il segnale di modulazione di frequenza viene trasmesso dal raggio laser all'oggetto target.
C. Elaborazione del mixer: miscelare i segnali trasmessi e riflessi per ottenere la differenza di frequenza.
D. Calcolo della distanza: utilizzando la differenza di frequenza e l'intervallo di pendenza o oscillazione della pressione del segnale modulante, combinato con il calcolo della velocità, è possibile ottenere la distanza dall'oggetto target al sistema di misurazione laser.
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2. Vantaggi, svantaggi e caratteristiche della misurazione laser FMCW:
- Vantaggi:
UN. Misurazione ad alta precisione: la tecnologia di misurazione laser FMCW ha un'elevata precisione di misurazione ed è in grado di raggiungere una precisione di misurazione della distanza inferiore al millimetro o addirittura inferiore al nanometro.
B. Alta velocità di misurazione La tecnologia di misurazione laser FMCW utilizza segnali a onda continua, che possono realizzare misurazioni ad alta velocità, adatte a scenari applicativi che richiedono una rapida acquisizione dei dati Adattabilità: a causa delle diverse proprietà riflettenti della luce laser proveniente da diversi oggetti, la tecnologia di misurazione laser FMCW può essere adattiva regolare la portata e la sensibilità di rilevamento quando si riflette sulla superficie di oggetti diversi.
C. In FMCW LIDAR, anche la lente ottica e i componenti di scansione possono essere abilitati al chip, nel caso più ideale.
- Svantaggi:
UN. Sistema complesso: la tecnologia di misurazione laser FMCW richiede hardware complesso e algoritmi di elaborazione del segnale, che sono più costosi rispetto ad altre misurazioni.
B. Influenzato dall'ambiente In alcuni ambienti (ad esempio, luce intensa, pioggia, neve, grigio, ecc.), il raggio laser potrebbe essere disturbato, influenzando la precisione dei risultati della misurazione.
Sensore laser di distanza e vibrazioni FMCW
Parametri tecnici di misurazione delle vibrazioni
Parametri tecnici di misurazione della distanza
- Caratteristiche:
UN. Senza contatto: la tecnologia di misurazione laser FMCW è un metodo di misurazione senza contatto, non è necessario misurare il contatto con l'oggetto, adatto a scenari di applicazione di campioni non distruttivi.
B. Completamente elettronico: il sistema di misurazione laser FMCW può realizzare controllo ed elaborazione dei dati completamente elettronici, facile da integrare e controllo dell'automazione.
3. Scenari applicativi e settore della misurazione laser FMCW:
La tecnologia di misurazione laser FMCW è ampiamente utilizzata nei seguenti campi:
UN. Automazione industriale: ad esempio navigazione robot, localizzazione e misurazione, lavorazione e ispezione dei materiali, controllo dimensionale su linee di produzione automatizzate.
B. Mappatura tramite telerilevamento: per la modellazione del terreno, la ricostruzione 3D, i Sistemi Informativi Geografici (GIS), le applicazioni di rilevamento e monitoraggio.
C. Industria automobilistica: ad esempio rilevamento della posizione dei sedili del veicolo, sistemi intelligenti di assistenza alla guida, tecnologie di assistenza alla sicurezza di guida, ecc.
D. Energia e ambiente: per la misurazione della velocità del vento, della misurazione degli inquinanti atmosferici, ecc.
e. Campo medico: come ispezione visiva, navigazione chirurgica dei tessuti e misurazione del flusso sanguigno.
In breve, la tecnologia di misurazione laser FMCW ha un'elevata precisione, un'elevata velocità di misurazione e adattabilità, ampiamente utilizzata nell'automazione industriale, nella misurazione del telerilevamento, nell'industria automobilistica, nell'energia e nell'ambiente, nel campo medico e in altri campi.
