A medição a laser (Onda Contínua Modulada em Freqüência, ou FMCW) é uma técnica de medição a laser comumente usada para medir distância e velocidade. A seguir está uma descrição detalhada do princípio, vantagens, desvantagens e características da medição a laser FMCW, bem como seu cenário de aplicação e indústria.
1. Princípio da medição a laser FMCW:
A tecnologia de medição a laser FMCW é baseada no princípio de onda contínua modulada em frequência (FMCW), que aplica um sinal de modulação de frequência mais linear ao feixe de saída do laser, geralmente uma rampa linear ou sinal de oscilação não linear. Este sinal modulante é enviado para um dispositivo de medição (por exemplo, um espelho tradutor em nanoescala ou um gerador eletrônico de micro-ondas gigahertz), e a diferença de frequência entre o sinal retornado pela reflexão e o sinal transmitido pode ser usada para medir a distância do objeto ao laser. .
O procedimento é o seguinte:
a. Emitindo o feixe de laser: O laser emite um feixe de laser e aplica um sinal de modulação de frequência ao feixe de laser.
b. Receba o sinal refletido: o feixe de laser brilha no objeto alvo e reflete de volta para formar o sinal de laser refletido no objeto. c. Processamento do mixer: o sinal de modulação de frequência é transmitido do feixe de laser para o objeto alvo.
c. Processamento do Mixer: Misture os sinais transmitidos e refletidos para obter a diferença de frequência.
d. Cálculo da distância: usando a diferença de frequência e a inclinação ou faixa de oscilação de pressão do sinal modulante, combinada com o cálculo da velocidade, pode-se obter a distância do objeto alvo ao sistema de medição a laser.
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2. Vantagens, desvantagens e características da medição a laser FMCW:
- Vantagens:
a. Medição de alta precisão: A tecnologia de medição a laser FMCW tem alta precisão de medição e é capaz de atingir precisão de medição de distância submilimétrica ou mesmo subnanométrica.
b. A tecnologia de medição a laser FMCW de alta velocidade de medição usa sinais de onda contínua, que podem realizar medições de alta velocidade, adequadas para cenários de aplicação que exigem aquisição rápida de dados Adaptabilidade: Devido às diferentes propriedades reflexivas da luz laser de diferentes objetos, a tecnologia de medição a laser FMCW pode ser adaptativa ajuste o alcance e a sensibilidade de detecção ao refletir na superfície de diferentes objetos.
c. No FMCW LIDAR, até mesmo as lentes ópticas e os componentes de digitalização podem ser habilitados para chip no caso mais ideal.
- Desvantagens:
a. Sistema complexo: A tecnologia de medição a laser FMCW requer hardware complexo e algoritmos de processamento de sinal, que são mais caros em comparação com outras medições.
b. Influenciado pelo ambiente Em certos ambientes (por exemplo, luz intensa, chuva, neve, cinza, etc.), o feixe de laser pode ser perturbado, afetando a precisão dos resultados da medição.
Sensor de distância e vibração a laser FMCW
Parâmetros técnicos de medição de vibração
Parâmetros Técnicos de Medição de Distância
- Características:
a. Sem contato: a tecnologia de medição a laser FMCW é um método de medição sem contato, sem necessidade de contato com o objeto pode ser medido, adequado para cenários de aplicação de amostra não destrutivos.
b. Totalmente eletrônico: o sistema de medição a laser FMCW pode realizar controle e processamento de dados totalmente eletrônicos, fácil de integrar e controle de automação.
3. Cenários e indústria de aplicação de medição a laser FMCW:
A tecnologia de medição a laser FMCW é amplamente utilizada nos seguintes campos:
a. Automação industrial: por exemplo, navegação de robôs, localização e medição, processamento e inspeção de materiais, inspeção dimensional em linhas de produção automatizadas.
b. Mapeamento de sensoriamento remoto: para modelagem de terreno, reconstrução 3D, Sistemas de Informação Geográfica (GIS), aplicações de levantamento e monitoramento.
c. Indústria automóvel: por exemplo, deteção da posição dos bancos dos veículos, sistemas inteligentes de assistência ao condutor, tecnologias de assistência à segurança na condução, etc.
d. Energia e meio ambiente: para medição da velocidade do vento, medição de poluentes atmosféricos, etc.
e. Campo médico: como inspeção visual, tecido de navegação cirúrgica e medição de fluxo sanguíneo.
Resumindo, a tecnologia de medição a laser FMCW possui alta precisão e alta velocidade de medição e adaptabilidade, amplamente utilizada em automação industrial, medição de sensoriamento remoto, indústria automotiva, energia e meio ambiente e área médica e outras áreas.
