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激光傳感器如何工作的?激光源如何產生?

2022-05-14 17:02:21 乐鱼官网自控

ZPY-VB係列激光傳感器如何工作的?激光源如何產生?



  激光技術和激光器是上個世紀的最重大的科學技術之一。由於它有方向性強、亮度高、單色性好等特點,所以在工農業、軍用、醫療、科學研究有較為廣泛的應用。例如在工業領域的應用,像用來測距、精密檢測、定位等,相比普通光源更加精準,可靠。

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ZPY-VB係列激光傳感器

利用激光技術進行測量的傳感器,組成激光器,光學零件,和光電器件所構成。它被測物理量轉為光信號,再由關電轉換器把光信號變成電信號,再由相應電路的過濾,放大,整流得到輸出信號(開關信號、模擬信號、脈衝信號),因此被測物理量最終變成肉眼可見的“數據”。


ZPY-VB係列激光傳感器身價不菲,簡單可靠,抗幹擾能力強,適應各種惡劣工作環境,分辨率較高(如測量時能達到幾個納米級),示值誤差小,穩定性好,宜用快速測量。其次有高方向性,高單色性,高亮度。


ZPY-VB係列激光傳感器與普通光電傳感器主要區別,如何產生的?


區別是光源,激光傳感器的光源是激光器產生的。正常態,多數原子穩定在低能級,E1。那麽在適宜頻率光線作用下,低能級原子躍遷到高能級E2,這個躍遷過程是低能級原子吸收光子能量實現的。根據光子能量公式E=E2-E1=hv,高能級E2在光子頻率V的誘發下又會躍遷到低能級E1,這個過程就有能量釋放。


激光器的工作原理剛好是反其道而行之,使工作物質的原子反常地多數處於高能級(即粒子數反轉分布),就能使受激輻射過程占優勢,從而使頻率為v 的誘發光得到增強,並可通過平行的反射鏡形成雪崩式的放大作用而產生較大的受激輻射光,即為激光。


ZPY-VB係列激光傳感器的激光有激光器產生,它也有幾種類型?

激光器:固體激光器,常用的有紅寶石激光器、摻釹的釔鋁石榴石激光器(即YAG激光器)和釹玻璃激光器,特點是小而堅固、功率高。目前脈衝輸出功率最高的是釹玻璃激光器。有固體激光器那就有氣體激光器,氣體激光器主要有二氧化碳激光器、氦氖激光器和一氧化碳激光器,特點是輸出穩定,單色性好,壽命長,但功率較小,轉換效率較低。除了固體、氣體激光器,還有液體激光器,螯合物激光器、無機液體激光器和有機染料激光器,特點是波長連續可調。最後就是半導體激光器,主要有砷化镓激光器,特點是效率高、體積小、重量輕、結構簡單。不足之處是輸出功率較小、定向性較差、受環境溫度影響較大。


工業行業的應用

精密機械製造工業和光學加工工業,必須要精密測量。要實現精密測量,必須要光源有優秀的單色性,這是普通光源無法滿足的。那麽高量程,高精度的測量,隻有激光傳感器滿足應用。遠距離測距,目標定位,激光傳感器再適合不過,它的高方向性、高單色性和高功率等優點就是它打敗普通光電傳感器殺手鐧。


例如乐鱼官网的ZPY-VB係列激光傳感器,利用了激光三角法測量原理,這款漫反激光傳感器的激光三角法測量原理是什麽?


ZPY-VB係列激光位移傳感器原理之激光三角測量法原理

激光發射器通過鏡頭將可見紅色激光射向被測物體表麵,經物體反射的激光通過接收器鏡頭,接收器內部的CCD線性相機接收,根據不同的距離,CCD線性相機可以在不同的角度下“看見”這個光點。根據這個角度及已知的激光和相機之間的距離,數字信號處理器就能計算出傳感器和被測物體之間的距離。


同時,光束在接收元件的位置通過模擬和數字電路處理,並通過微處理器分析,計算出相應的輸出值,並在用戶設定的模擬量窗口內,按比例輸出標準數據信號。如果使用開關量輸出,則在設定的窗口內導通,窗口之外截止。另外,模擬量與開關量輸出可獨立設置檢測窗口。


激光三角法測量原理的激光傳感器通常是用在短距離、高精度的測量場合。如果是要實現遠距離,較高精度的測量場合,那得用激光回波分析法原理的激光傳感器。回波分析法的激光傳感器內部是由處理器單元、回波處理單元、激光發射器、激光接受器等部分組成。激光位移傳感器通過激光發射器每秒發射一百萬個脈衝到檢測物並返回至接收器,處理器計算激光脈衝遇到檢測物並返回接收器所需時間,以此計算出距離值,該輸出值是將上千次的測量結果進行的平均輸出。


雖然ZPY-VB係列這款漫反激光傳感器測量距離算短距離的,但反射比也受到觸發感應距離背景顏色的影響,黑色的觸發感應距離反射比最差,隻有百分之六,白色的觸發感應距離反射比最好,有百分之九十。

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因此選用的時候感應距離顏色背景也是必須考慮的,否則傳感器的檢測距離會大打折扣。