Pengoperasian dan Penggunaan Sensor Pengukuran Jarak Laser
1. Pengembangan sensor jarak laser waktu transit
Penerapan laser di bidang deteksi sangat luas, konten teknisnya sangat kaya, dan dampaknya terhadap produksi dan kehidupan sosial juga sangat jelas. Jangkauan laser adalah salah satu aplikasi laser yang paling awal. Hal ini dikarenakan laser memiliki banyak keunggulan seperti arah yang kuat, kecerahan tinggi, dan monokromatisitas yang baik. Sebelum tahun 1965, Uni Soviet menggunakan laser untuk mengukur jarak antara bumi dan bulan (380´103km) dengan kesalahan hanya 250m. Pada tahun 1969, Amerika mendarat di bulan dengan reflektor belakang di bulan, dan juga menggunakan laser untuk mengukur jarak antara bumi dan bulan, dengan kesalahan hanya 15cm. Prinsip dasar penggunaan waktu transmisi laser untuk mengukur jarak adalah menentukan jarak target dengan mengukur waktu yang dibutuhkan laser untuk bergerak maju mundur. . Sekarang:. Meskipun rentang laser waktu transit memiliki prinsip dan struktur yang sederhana, laser ini terutama digunakan dalam penelitian militer dan ilmiah di masa lalu, namun jarang digunakan dalam otomasi industri. Karena harga sensor jangkauan laser terlalu tinggi, umumnya beberapa ribu dolar. Hampir semua pengguna industri mencari sensor yang memungkinkan deteksi jarak tepat pada jarak yang lebih jauh. Karena dalam banyak kasus, pemasangan sensor dalam jarak dekat akan dibatasi oleh lokasi fisik dan lingkungan produksi, sensor jarak laser waktu transit saat ini akan memecahkan masalah bagi para insinyur dalam situasi seperti itu.
2. Prinsip kerja
Saat sensor laser waktu transit bekerja, dioda laser diarahkan ke target dan memancarkan pulsa laser. Setelah dipantulkan oleh target, sinar laser menyebar ke segala arah. Sebagian cahaya yang tersebar kembali ke penerima sensor, lalu ditangkap oleh sistem optik dan dicitrakan ke fotodioda longsoran salju. Fotodioda longsoran merupakan sensor optik dengan amplifikasi internal sehingga dapat mendeteksi sinyal cahaya yang sangat redup. Jarak ke target dapat ditentukan dengan mencatat dan memproses waktu yang telah berlalu sejak pulsa cahaya dikirim hingga diterima kembali. Sensor Laser Waktu Transit harus menentukan waktu transit dengan sangat presisi karena kecepatan cahaya sangat cepat. Misalnya, kecepatan cahaya sekitar 3´108m/s, untuk mencapai resolusi 1 mm, sirkuit elektronik sensor rentang waktu transit harus mampu membedakan waktu yang sangat singkat berikut: 0,001m¸ (3´108m/s)=3ps Untuk membedakan waktu 3ps, ini merupakan persyaratan selangit untuk teknologi elektronik, dan biaya penerapannya terlalu tinggi. Namun sensor laser waktu transit yang murah saat ini dengan rapi mengatasi kendala ini, menggunakan prinsip statistik sederhana, aturan rata-rata, untuk mencapai resolusi 1 mm dan menjamin respons yang cepat.
3. Memecahkan permasalahan yang tidak dapat diselesaikan dengan teknologi lain
Sensor jarak laser waktu transit dapat digunakan di tempat yang tidak dapat digunakan oleh teknologi lain. Misalnya, sensor fotolistrik umum yang menghitung cahaya yang dipantulkan dari suatu target juga dapat melakukan sejumlah besar tugas deteksi posisi presisi ketika target berada sangat dekat. Namun, ketika target jauh atau warna target berubah, sensor fotolistrik biasa sulit mengatasinya. Meskipun sensor peredam kebisingan latar belakang dan sensor triangulasi yang canggih bekerja dengan baik saat warna target berubah, performanya menjadi kurang dapat diprediksi saat sudut target tidak tetap atau target terlalu terang. Selain itu, sensor triangulasi umumnya memiliki jangkauan terbatas dalam 0,5m. Sensor ultrasonik juga sering digunakan untuk mendeteksi objek pada jarak yang lebih jauh, dan karena tidak bersifat optik, sensor ini tidak terpengaruh oleh perubahan warna. Namun, sensor ultrasonik mengukur jarak berdasarkan kecepatan suara, sehingga memiliki beberapa kelemahan dan tidak dapat digunakan dalam situasi berikut. ①Bila target yang akan diukur tidak tegak lurus terhadap transduser sensor. Karena target deteksi ultrasonik harus berada dalam sudut tidak lebih dari 10 derajat dari azimuth vertikal sensor. ②Bila diameter balok harus kecil. Karena pancaran ultrasonik secara umum berdiameter 0,76cm bila jaraknya 2m dari sensor. ③Kejadian di mana titik cahaya tampak diperlukan untuk kalibrasi posisi. ④ saat berangin. ⑤ kesempatan vakum. ⑥ Saat gradien suhu besar. Karena dalam hal ini kecepatan suara akan berubah. ⑦ Peristiwa yang membutuhkan respon cepat. Sensor jarak laser dapat mengatasi deteksi semua kejadian di atas.
