项目三--激光传感器及其应用优秀PPT.ppt

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1、激光传感器激光传感器激光传感器是利用激光技术进行测量的传感器。它由激光器、激光检测器和测量电路组成。激光传感器是新型测量仪表，它的优点是能实现无接触远距离测量，速度快，精度高，量程大，抗光、电干扰实力强等。激光器是利用受激辐射原理使光在某些受激发的物质中放大激光器是利用受激辐射原理使光在某些受激发的物质中放大或振荡放射的器件。或振荡放射的器件。1.固体激光器：红宝石激光器、掺钕的钇铝石榴石激光器、钕玻璃激光器2.气体激光器：二氧化碳激光器、氦氖激光器、一氧化碳激光器3.液体激光器：有机染料激光器4.半导体激光器：砷化镓激光器激光的特点激光的特点 1 1 高方向性高方向性高高方方向向性性就就是是

2、高高平平行行度度，即即光光束束的的发发散散角角小小。激激光光束束的的发发散散角角已已达达到到几分甚至更小。所以通常称激光是平行光。几分甚至更小。所以通常称激光是平行光。2 2 高亮度高亮度激激光光在在单单位位面面积积上上集集中中的的能能量量很很高高。一一台台较较高高水水平平的的红红宝宝石石脉脉冲冲激激光光器器亮亮度度达达比比太太阳阳的的发发光光亮亮度度高高出出很很多多倍倍。把把这这种种高高亮亮度度的的激激光光束束会会聚聚后后能能产产生生几几百百万万摄摄氏氏度度的的高高温温。在在这这种种高高温温下下，就就是是最最难难熔熔的的金金属属，在一瞬间也会熔化。在一瞬间也会熔化。3 3 单色性好单色性好单

3、色光是指谱线宽度很窄的一段光波。用单色光是指谱线宽度很窄的一段光波。用表示波长，表示波长，表示谱线宽表示谱线宽度，度，则越小，单色性越好。在一般光源中最好的单色光源是氪则越小，单色性越好。在一般光源中最好的单色光源是氪(Kr86)(Kr86)灯。它的灯。它的而一般的氦氖激光器所产生的激光而一般的氦氖激光器所产生的激光从上面数字可以看出：激光的谱线宽度比一般光源相比提高了几万倍，从上面数字可以看出：激光的谱线宽度比一般光源相比提高了几万倍，因此激光是最好的单色光源。因此激光是最好的单色光源。4 4 高相干性高相干性相干性就是指相干波在叠加区得到稳定的干涉条纹所表现的性质。一般相干性就是指相干波在

4、叠加区得到稳定的干涉条纹所表现的性质。一般光源是非相干光源，而激光是极好的相干光源。光源是非相干光源，而激光是极好的相干光源。由于激光具有上述特点，因此利用激光可以导向；做成激光干涉仪测量由于激光具有上述特点，因此利用激光可以导向；做成激光干涉仪测量物体表面的平整度、测量长度、速度、转角；切割硬质材料等。随着科物体表面的平整度、测量长度、速度、转角；切割硬质材料等。随着科学技术的发展，激光的应用会更加普遍。学技术的发展，激光的应用会更加普遍。激光传感器的应用激光传感器的应用 激激光光具具有有高高亮亮度度、高高方方向向性性、高高单单色色性性和和高高相相干干性性的的特特点点，应应用用于于测测量量和

5、和加加工工等等方方面面，可可以以实实现现无无触触点点远远距距离离的的测测量量，而而且且速速度度高高、精精度度高高，测测量量范范围围广广，抗抗光光、电电干干扰扰实实力力强强，因因此此激激光光得得到到了了广广泛泛的应用。的应用。1.激光位移传感器半导体激光器1被镜片2聚焦到被测物体6。反射光被镜片3收集，投射到CCD阵列4上；信号处理器5通过三角函数计算阵列4上的光点位置得到具体的位移。三角法测量原理：2.激光测距传感器探测系统向目标放射波束，波束被目标表面放射产生回波信号。回波信号中干脆或简介地包含待测信息。接收与信号处理系统通过接收和分析回波信号，获得被测量。回波分析法测量：1.汽车防撞探测器

6、汽车防撞探测器激光测距传感器用来监测汽车前后方向与其他汽车的距离，当汽车间距小于预定平安距离时，汽车防碰撞系统对汽车进行紧急刹车，或者对司机发出报警，可以大量的削减行车事故。在高速马路上运用，其优点更加明显。激光传感器的应用（工程应用）激光传感器的应用（工程应用）2.车流量监控及车轮廓描画车流量监控及车轮廓描画激光测距传感器固定到高速或者重要路口的龙门架上，激光放射和接收垂直地面对下，对准一条车道的中间位置，当有车辆通行时，激光测距传感器能实时输出所测得的距离值的相对变更值，进而描绘出所测车的轮廓。这对于在重要路段监控可以达到很好的效果，能够区分各种车型，对车身高度扫描的采样率可以达到10厘米

7、一个点（在40Km/h时，采样率为11厘米一个点）。对车流限高，限长，车辆分型等都能实时辨别，并能快速输出结果。3.激光测速激光测速双光束短距离近红外测量车速：通过双光束测得激光传感器与车辆的距离：L1和L2，由于光束间的夹角大小固定，因此可算出宽度W，由时间间隔：T2-T1，可得出车速。激光传感器放射的是近红外的光波，不能被雷达探测器、电子狗等探测，且不易受市区雷达杂波干扰，在智能交通中的应用越来越广泛。4.激光测距与船只平安激光测距与船只平安运用激光测距传感器，检测船只到码头或到另外的船只的的相对距离和速度，船只依据激光测距传感器输出的数字信号，调整船只行进的速度和航线，使船只可以平安航行

8、。5.激光测距与铁路交通激光测距与铁路交通运用激光测距传感器，可以测量火车到站台的的距离和火车到站台的相对速度。6.激光测距与石油化工激光测距与石油化工在石油钻机上运用：运用激光测距传感器，可以测量油车到塔顶的距离和相对速度，防止“上碰下砸”事故的发生。激光传感器的前沿发展激光传感器的前沿发展空速管在极端天色前提下，若遇污物、鸟类、昆虫或结冰等引起梗阻，则会供应错误的读数。这样的话，就得依靠备用设备，如GPS，但也可能在风暴中失效。该新型设备利用激光计算空速。氧分子吸取光子时，传感器探测激光束中光子的多普勒移动。它利用激光光线，所以没有物理部件暴露于气流中，他们位于机翼或机身凹处的一个窗口内，

9、此处的温度可控。新型的激光空速传感器可使空难避开新型的激光空速传感器可使空难避开美国已经研制出一种新式激光传感器，能在狙击手开枪之前便探测出他们的精确位置，使其无所遁形。这种叫Mirage的便携式双筒探测激光传感器由圣迭戈的多利松公司研制，可向1.2公里距离内的物体发出符合平安标准的散焦激光。当其发觉枪或其他类似的武器装置发出的光后，便随即发回图像，清晰显示狙击手的精确位置。同时，这种传感器还能测量出操作人员和目标之间的距离，并在取景器中显示参数。多利松公司合作伙伴戴维科彭哈弗说，Mirage接受的技术可将眼镜、玻璃窗等日常物品与潜在的目标区分开。因此，用Mirage很简洁便可发觉藏在1.2公里内的狙击手的位置。美国研制新式激光传感器美国研制新式激光传感器