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激光傳感器的原理及應用
將這些測距儀應用于物料處理和工業(yè)測量應用中時，對距離激光傳感器有更好的了解會有所幫助。激光傳感器有幾種配置，其中一些檢測存在，而其他則測量距離。接近式激光傳感器（也稱為激光光電傳感器）通常用于檢測零件的存在，但這并不是本討論的重點。形象地和字面意義上的焦點是激光距離傳感器，顧名思義，它可以測量距離。
這些激光距離傳感器使用聚焦的相干光來測量到目標物體的距離。在工廠自動化應用中，目標通常是產(chǎn)品或機器元素。它們可以檢測任何固體物體，并產(chǎn)生與測得的距離成比例的輸出，而與材料，顏色和亮度無關。激光距離傳感器提供的高分辨率輸出通常用于為某些類型的工業(yè)控制器（例如PLC）的輸入提供位置或位移。輸出信號通常是高精度的，并且包括溫度補償以增強穩(wěn)定性。
激光距離傳感器有幾種類型，包括漫射，背景抑制和回射。這些傳感器使用CMOS或渡越時間技術(shù)，可提供距離測量。激光必須聚焦，并且必須在很長的距離和狹窄的光譜范圍內(nèi)（光的顏色）保持狹窄。然后可以對發(fā)射的光進行三角測量或脈沖化，并測量每個脈沖返回以創(chuàng)建距離讀數(shù)。
CMOS技術(shù)通常用于短距離，高精度激光傳感器中?；驹硎鞘褂肅MOS線性成像儀進行光學三角測量。漫射三角測量激光距離傳感器將激光傳輸通過透鏡并到達目標，該目標會將光反射回傳感器。鏡頭將反射的光聚焦到CMOS線性成像器上的一個小點上。到目標物體的距離改變了反射光的角度以及在線性成像器上接收光的位置。
這些CMOS擴散三角測量激光距離傳感器的測量范圍約為1.5-60厘米。它們被包裝在約50mm x 50mm的小外殼中，具有模擬或離散輸出，并且無論目標材料，顏色或亮度如何，通常都可以很好地工作。這些距離傳感器具有高分辨率，在低m范圍內(nèi)（取決于測量范圍），響應時間小于一毫秒。1類激光器在所有工作條件下都是人眼安全的。但是，第2類激光是安全的可見激光，可用于小于0.25 s的快速意外觀察，但是如果故意凝視，可能會傷害眼睛。
飛行時間技術(shù)通常用于遠程激光距離傳感器，也稱為測距儀激光傳感器。這些類型的傳感器使用發(fā)射器二極管產(chǎn)生非常短的窄光譜紅色或紅外脈沖，該脈沖從目標物體反射并反射回敏感的激光能量檢測器，也稱為接收器二極管。傳感器中的電子設備可以測量光的傳播時間，并使用光速常數(shù)來計算物體與傳感器的距離。飛行時間激光距離傳感器的測量范圍為1 cm至100 m以上，其尺寸，輸出選項和激光感應功能與CMOS傳感器相似。這些長距離傳感器具有良好的分辨率，從近距離的大約1毫米到100 m的誤差小于2.5厘米。為了提高測量精度，經(jīng)常進行多次測量，從而將這些設備的響應時間減至幾毫秒。
激光傳感器通常在骯臟的環(huán)境下工作良好，因為聚焦的光會“穿過”灰塵。聚焦光束還可以實現(xiàn)較長的感應距離，并可以通過小開口檢測小物體或目標。
激光傳感器通常用于過程監(jiān)控和閉環(huán)反饋控制系統(tǒng)中。物料搬運是一種常見的應用，可用于定位起重機，龍門架和自動導引車。許多其他應用包括組件對齊，高度測量，機器人定位和焊頭定位。
有時，發(fā)亮或透明的物體可能會引起問題。由于激光距離傳感器可檢測到反射光或直通光束，因此透明度和表面反射率可能會導致復雜情況。需要將激光從光亮的表面彈起或透視透明的表面的應用應進行仔細測試，以確保測量能夠按要求進行。例如，可能需要將激光安裝在與發(fā)光表面成微小角度的位置，或者將其調(diào)整為較低的強度以正確檢測發(fā)光物體，而可能需要增加強度以燃燒通過透明物體。一旦測試完成并進行任何必要的調(diào)整，激光傳感器將在工業(yè)應用中運行多年。