Lasermätning (Frequency Modulated Continuous Wave, eller FMCW) är en lasermätningsteknik som vanligtvis används för att mäta avstånd och hastighet. Följande är en detaljerad beskrivning av principen, fördelarna, nackdelarna och egenskaperna för FMCW-lasermätning, samt dess applikationslandskap och industri.
1. Princip för FMCW-lasermätning:
FMCW lasermätningsteknik är baserad på principen om frekvensmodulerad kontinuerlig våg (FMCW), som applicerar en mer linjär frekvensmodulationssignal på laserutgångsstrålen, vanligtvis en linjär ramp eller icke-linjär svängsignal. Denna moduleringssignal skickas till en avståndsanordning (t.ex. en översättarspegel i nanoskala eller en gigahertz mikrovågselektronikgenerator), och skillnaden i frekvens mellan signalen som returneras av reflektion och den sända signalen kan användas för att mäta objektets avstånd från lasern .
Proceduren är som följer:
a. Sända ut laserstrålen: Lasern sänder ut en laserstråle och applicerar en frekvensmodulationssignal på laserstrålen.
b. Ta emot den reflekterade signalen: laserstrålen lyser på målobjektet och reflekteras tillbaka för att bilda lasersignalen som reflekteras från objektet. c. Mixerbearbetning: frekvensmoduleringssignalen sänds från laserstrålen till målobjektet.
c. Mixerbearbetning: Blanda de sända och reflekterade signalerna för att erhålla frekvensskillnaden.
d. Avståndsberäkning: med hjälp av frekvensskillnaden och lutningen eller trycksvängningsområdet för den modulerande signalen, kombinerat med hastighetsberäkningen, kan avståndet från målobjektet till lasermätsystemet erhållas.
Bild
2. FMCW lasermätning fördelar, nackdelar och egenskaper:
- Fördelar:
a. Mätning med hög noggrannhet: FMCW-lasermätteknik har hög mätnoggrannhet och kan uppnå avståndsmätnoggrannhet på submillimeter eller till och med subnanometer.
b. High Measurement Speed FMCW lasermätteknik använder kontinuerliga vågsignaler, som kan realisera höghastighetsmätningar, lämpliga för applikationsscenarier som kräver snabb datainsamling Anpassningsförmåga: På grund av de olika reflekterande egenskaperna hos laserljus från olika objekt kan FMCW lasermätteknik adaptivt justera avståndsintervallet och detektionskänsligheten när du reflekterar på ytan av olika objekt.
c. I FMCW LIDAR kan även den optiska linsen och skanningskomponenterna chipaktiveras i det mest idealiska fallet.
- Nackdelar:
a. Komplext system: FMCW lasermätteknik kräver komplex hårdvara och signalbehandlingsalgoritmer, som är dyrare jämfört med andra mätningar.
b. Påverkad av miljön I vissa miljöer (t.ex. starkt ljus, regn, snö, grått, etc.) kan laserstrålen störas, vilket påverkar mätresultatens noggrannhet.
FMCW laseravstånds- och vibrationssensor
Vibrationsmätning Tekniska parametrar
Avståndsmätning Tekniska parametrar
- Egenskaper:
a. Icke-kontakt: FMCW lasermätningsteknik är en beröringsfri mätmetod, inget behov av kontakt med objektet kan mätas, lämplig för icke-förstörande exempeltillämpningsscenarier.
b. Helt elektroniskt: FMCW lasermätningssystem kan realisera helt elektronisk styrning och databehandling, lätt att integrera och automatisera kontroll.
3. Tillämpningsscenarier för FMCW-lasermätning och industri:
FMCW lasermätningsteknik används i stor utsträckning inom följande områden:
a. Industriell automation: t.ex. robotnavigering, lokalisering och mätning, materialbearbetning och inspektion, dimensionell inspektion på automatiserade produktionslinjer.
b. Fjärranalyskartering: för terrängmodellering 3D-rekonstruktion, geografiska informationssystem (GIS), mätning och övervakningstillämpningar.
c. Bilindustrin: t.ex. detektering av fordonssätesposition, intelligenta förarassistanssystem, teknik för körsäkerhetsassistans, etc.
d. Energi och miljö: för mätning av vindhastighet, mätning av atmosfäriska föroreningar, etc.
e. Medicinskt område: såsom visuell inspektion, kirurgisk navigationsvävnad och blodflödesmätning.
Kort sagt, FMCW-lasermätteknik har hög precision och hög mäthastighet och anpassningsförmåga, allmänt använd inom industriell automation, fjärranalysmätning, fordonsindustri, energi och miljö och medicinska områden och andra områden.
