Lasermeting (Frequency Modulated Continuous Wave, of FMCW) is een lasermeettechniek die vaak wordt gebruikt om afstand en snelheid te meten. Hieronder volgt een gedetailleerde beschrijving van het principe, de voordelen, nadelen en kenmerken van FMCW-lasermetingen, evenals het toepassingslandschap en de industrie.
1. Principe van FMCW-lasermeting:
FMCW-lasermeettechnologie is gebaseerd op het principe van frequentiegemoduleerde continue golf (FMCW), die een meer lineair frequentiemodulatiesignaal toepast op de laseruitvoerbundel, meestal een lineair hellings- of niet-lineair swingsignaal. Dit modulerende signaal wordt naar een afstandsapparaat gestuurd (bijvoorbeeld een vertaalspiegel op nanoschaal of een gigahertz-microgolfelektronicagenerator), en het verschil in frequentie tussen het signaal dat wordt geretourneerd door reflectie en het verzonden signaal kan worden gebruikt om de afstand van het object tot de laser te meten. .
De procedure is als volgt:
A. Uitzenden van de laserstraal: De laser zendt een laserstraal uit en past een frequentiemodulatiesignaal toe op de laserstraal.
B. Ontvang het gereflecteerde signaal: de laserstraal schijnt op het doelobject en reflecteert terug om het door het object gereflecteerde lasersignaal te vormen. C. Mixerverwerking: het frequentiemodulatiesignaal wordt van de laserstraal naar het doelobject verzonden.
C. Mixerverwerking: Meng de verzonden en gereflecteerde signalen om het frequentieverschil te verkrijgen.
D. Afstandsberekening: met behulp van het frequentieverschil en het hellings- of drukzwaaibereik van het modulerende signaal, gecombineerd met de snelheidsberekening, kan de afstand van het doelobject tot het lasermeetsysteem worden verkregen.
Afbeelding
2. Voordelen, nadelen en kenmerken van FMCW-lasermetingen:
- Voordelen:
A. Hoge nauwkeurigheidsmeting: FMCW-lasermeettechnologie heeft een hoge meetnauwkeurigheid en is in staat afstandsmetingen van minder dan millimeter of zelfs minder dan nanometer nauwkeurig te meten.
B. Hoge meetsnelheid FMCW-lasermeettechnologie maakt gebruik van continue golfsignalen, die metingen op hoge snelheid kunnen realiseren, geschikt voor toepassingsscenario's die snelle data-acquisitie vereisen Aanpassingsvermogen: vanwege de verschillende reflecterende eigenschappen van laserlicht van verschillende objecten, kan FMCW-lasermeettechnologie adaptief zijn pas het bereik en de detectiegevoeligheid aan bij reflectie op het oppervlak van verschillende objecten.
C. In FMCW LIDAR kunnen in het meest ideale geval zelfs de optische lens en scancomponenten worden voorzien van een chip.
- Nadelen:
A. Complex systeem: FMCW-lasermeettechnologie vereist complexe hardware- en signaalverwerkingsalgoritmen, die duurder zijn in vergelijking met andere metingen.
B. Beïnvloed door de omgeving In bepaalde omgevingen (bijvoorbeeld fel licht, regen, sneeuw, grijs, enz.) kan de laserstraal worden verstoord, waardoor de nauwkeurigheid van de meetresultaten wordt beïnvloed.
FMCW laserafstands- en trillingssensor
Trillingsmeting Technische parameters
Technische parameters voor afstandsmeting
- Kenmerken:
A. Contactloos: FMCW-lasermeettechnologie is een contactloze meetmethode, er kan geen contact met het object worden gemeten, geschikt voor niet-destructieve voorbeeldtoepassingsscenario's.
B. Volledig elektronisch: het FMCW-lasermeetsysteem kan volledig elektronische besturing en gegevensverwerking realiseren, eenvoudig te integreren en automatiseringscontrole.
3. Toepassingsscenario's voor FMCW-lasermetingen en industrie:
FMCW-lasermeettechnologie wordt veel gebruikt in de volgende gebieden:
A. Industriële automatisering: bijv. robotnavigatie, lokalisatie en meting, materiaalverwerking en inspectie, maatinspectie op geautomatiseerde productielijnen.
B. Remote sensing mapping: voor terreinmodellering, 3D-reconstructie, geografische informatiesystemen (GIS), landmeetkundige en monitoringtoepassingen.
C. Auto-industrie: bijv. detectie van de zitpositie van voertuigen, intelligente rijhulpsystemen, rijveiligheidsassistentietechnologieën, enz.
D. Energie en milieu: voor het meten van de windsnelheid, het meten van luchtverontreinigende stoffen, enz.
e. Medisch gebied: zoals visuele inspectie, chirurgisch navigatieweefsel en bloedstroommeting.
Kortom, FMCW-lasermeettechnologie heeft een hoge precisie en hoge meetsnelheid en aanpassingsvermogen, en wordt veel gebruikt in industriële automatisering, teledetectiemetingen, auto-industrie, energie en milieu, medische velden en andere gebieden.
