激光測距傳感器在測長(cháng)測速方案中的作用

激光測距傳感器在測長(cháng)測速方案中的作用

1.采用激光多普勒測長(cháng)原理

激光多普勒測速儀（LDV，Laser Doppler Velocimeter）是利用激光多普勒效應的原理測量流體或固體運動(dòng)速度的一種非接觸式測量?jì)x器。它利用流體中的示蹤粒子或固體表面的散射粒子對入射激光進(jìn)行散射，并利用光電探測器檢測此散射光發(fā)生的頻移，根據其中所包含的速度信息（粒子散射光的頻移與粒子速度呈嚴格的線(xiàn)性關(guān)系）得到流體或固體表面的運動(dòng)速度。它可以通過(guò)控制入射光束夾角的大小**地控制被測空間大小，使光束在被測點(diǎn)聚集成為很小的探測區域，獲得極高的測量精度；而且從原理上講，LDV響應沒(méi)有滯后現象，能跟得上快速變化的跳動(dòng)；它還可以實(shí)現一維、二維、三維的速度測量；從理論上看LDV輸出信號的頻率和速度成線(xiàn)性關(guān)系，它能覆蓋從每秒幾毫米到超音速很寬的速度范圍，并且測量過(guò)程中不受壓力、溫度、密度、粘度等外部環(huán)境因素的影響。

總的來(lái)說(shuō)，激光測速的主要優(yōu)點(diǎn)在于非接觸測量、線(xiàn)性特性、空間分辨率高、快速動(dòng)態(tài)響應和寬測量范圍。隨著(zhù)電子技術(shù)的發(fā)展，激光測速在測量精度和實(shí)時(shí)性上都具有突出優(yōu)點(diǎn)?，F在LDV已成為科學(xué)研究和實(shí)際工程中測量固體表面運動(dòng)速度和復雜流場(chǎng)流動(dòng)速度的一種有力手段。

多普勒頻差只與兩入射光的夾角、激光波長(cháng)和物體運動(dòng)的速度有關(guān)，當兩入射光相對被測量表面法線(xiàn)對稱(chēng)分布時(shí)，有：

                             （1）

式中是光波的波長(cháng)；是入射光線(xiàn)與運動(dòng)物體表面法線(xiàn)之間的夾角。故根據測得的多普勒頻差就可以求出被測表面的運動(dòng)速度。

多普勒頻率與速度成正比，與相干條紋間距成反比：

                                         （2）

而長(cháng)度為速度的積分：

                                             （3）

因此，長(cháng)度的測量就可以變成為頻率的測量，我們用高速信號處理器，就可以測量出頻率，從而測量出物體的長(cháng)度。

2.激光多普勒測長(cháng)優(yōu)點(diǎn)和應用領(lǐng)域

    IGE-LDV系列非接觸式激光速度/長(cháng)度測量?jì)x（非接觸長(cháng)度測量?jì)x）適用于長(cháng)度尺寸要求**的應用,可在惡劣環(huán)境中工作。本系列測量?jì)x使用CLASS 3R級二極管激光源在被測表面產(chǎn)生多普勒干涉條紋。接收光學(xué)器件接收反射的多普勒信號，并采用快速傅立葉變換、自相關(guān)及插補技術(shù)進(jìn)行信號處理。ZYT-LDV系列速度/長(cháng)度測量?jì)x非常適合于快速或慢速連續移動(dòng)的產(chǎn)品的生產(chǎn)。其高精度的測量及無(wú)滑移性能也可用于對切斷長(cháng)度需精度控制的生產(chǎn)工藝中。 

IGE-LDV系列非接觸式激光速度/長(cháng)度測量?jì)x測量精度為0.05%，重復性0.02%，測量速率100次/秒，且無(wú)須校準，測量不受物體材質(zhì)和顏色影響，安裝簡(jiǎn)易，經(jīng)濟節約。