Temperatur- und Feuchtigkeitsüberwachung und Analyse des Entfernungsmesserprinzips
Laser-Entfernungsmesser verwenden im Allgemeinen zwei Methoden zur Entfernungsmessung: die Impulsmethode und die Phasenmethode. Der Prozess der Entfernungsmessung mit der Impulsmethode läuft folgendermaßen ab: Das vom Entfernungsmesser ausgesandte Laserlicht wird vom Messobjekt reflektiert und dann vom Entfernungsmesser empfangen, der gleichzeitig die Umlaufzeit des Laserlichts aufzeichnet. Die Hälfte des Produkts aus Lichtgeschwindigkeit und Umlaufzeit ergibt die Entfernung zwischen dem Entfernungsmesser und dem zu messenden Objekt. Die Genauigkeit der Impulsmethode zur Entfernungsmessung beträgt im Allgemeinen etwa +/- 1 Meter. Darüber hinaus beträgt der tote Winkel bei dieser Art von Entfernungsmesser im Allgemeinen etwa 15 Meter.
Die Laser-Entfernungsmessung ist eine Methode zur Entfernungsmessung bei der Lichtwellen-Entfernungsmessung. Bewegt sich das Licht in der Luft mit der Geschwindigkeit c zwischen den beiden Punkten A und B und benötigt für einen Hin- und Rückweg einmal die Zeit t, dann lässt sich die Entfernung D zwischen den beiden Punkten A und B wie folgt ausdrücken:
D=ct/2
In der Formel:
D - der Abstand zwischen den beiden Punkten A, B am Messort; und
c - die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Lichts in der Atmosphäre; und
t – die Zeit, die das Licht benötigt, um einmal von A nach B und zurück zu gelangen.
Wie aus der obigen Formel ersichtlich ist, ist die Messung der Distanzen A und B eigentlich die Messung der Lichtlaufzeit t. Je nach den unterschiedlichen Methoden der Zeitmessung können Laser-Entfernungsmesser im Allgemeinen in zwei Formen unterteilt werden: Impuls- und Phasenmessung.
Phasentyp-Laser-Entfernungsmesser
Der Phasen-Laser-Entfernungsmesser ist ein Radiofrequenz-Laserstrahl, der die Amplitude moduliert und die Phasenverzögerung des modulierten Lichts zur und von der Messlinie bestimmt. Anschließend wird die Phasenverzögerung entsprechend der Wellenlänge des modulierten Lichts in die Entfernung umgewandelt, die durch die Phasenverzögerung dargestellt wird. Das heißt, die indirekte Methode zur Bestimmung der Zeit, die das Licht durch Hin- und Rücklinienmessung benötigt, wie in der Abbildung dargestellt.
Phasenlaser-Entfernungsmesser werden im Allgemeinen für die Präzisionsentfernungsmessung verwendet. Aufgrund ihrer hohen Genauigkeit (im Allgemeinen Millimeterskala) sind solche Entfernungsmesser mit einem Reflektor ausgestattet, der als kooperatives Ziel bezeichnet wird, um das Signal effektiv zu reflektieren und die Bestimmung des Ziels auf einen bestimmten Punkt zu beschränken, der der Genauigkeit des Instruments entspricht.
Wenn die Winkelfrequenz des modulierten Lichts ω beträgt und die durch einen Hin- und Rückweg über die zu messende Distanz D verursachte Phasenverzögerung φ beträgt, kann die entsprechende Zeit t wie folgt ausgedrückt werden:
t=φ/ω
Wenn wir diese Beziehung in (3-6) einsetzen, können wir die Distanz D wie folgt ausdrücken:
D=1/2 ct=1/2 c-φ/ω=c/(4πf) (Nπ+Δφ)
=c/4f (N+ΔN)=U(N+)
Gl.:
φ – die gesamte Phasenverzögerung, die durch das Signal entsteht, das einmal zur Vermessungslinie und wieder zurück läuft.
ω - Winkelfrequenz des Modulationssignals, ω=2πf.
U - Einheitslänge, der Wert entspricht 1/4 Modulationswellenlänge
N - die Anzahl der in der Messleitung enthaltenen modulierenden Halbwellenlängen.
Δφ – der Teil des Signals, der zur und von der Leitung läuft und jeweils eine Phasenverzögerung von weniger als π erzeugt.
ΔN – der in der Leitung enthaltene Bruchteil der Modulationswelle, der kleiner als eine halbe Wellenlänge ist.
ΔN=φ/ω
Bei der gegebenen Modulation und den normalen atmosphärischen Bedingungen ist die Frequenz c/(4πf) konstant. Zu diesem Zeitpunkt wird die Distanzmessung zu einer Messung der Anzahl der in der Messlinie enthaltenen Halbwellenlängen und des Bruchteils von weniger als einer halben Wellenlänge bei der Messung von N oder φ. Durch die Entwicklung moderner Präzisionsbearbeitungstechnologie und Funkphasenmesstechnologie konnte bei der Messung von φ ein sehr hoher Genauigkeitsgrad erreicht werden.
Um den Phasenwinkel φ zu messen, der kleiner als π ist, können verschiedene Messmethoden angewendet werden. Normalerweise werden mehr als die verzögerte Phasenmessung und die digitale Phasenmessung angewendet. Die aktuellen Laser-Entfernungsmesser für kurze Entfernungen verwenden das Prinzip der digitalen Phasenmessung, um φ zu ermitteln.
Ausgehend von den oben genannten allgemeinen Umständen verwendet der Phasenlaser-Entfernungsmesser eine kontinuierliche Emission von Laserstrahlen mit Modulationssignalen. Um eine hochpräzise Entfernungsmessung zu erreichen, muss auch das Ziel konfiguriert werden. Der aktuell eingeführte tragbare Laser-Entfernungsmesser ist ein gepulster Laser-Entfernungsmesser und ein Entfernungsmesser neuen Typs. Er ist nicht nur klein und leicht, sondern verwendet auch die digitale Phasenpuls-Spreizungs-Unterteilungstechnologie. Er muss nicht mit dem Ziel zusammenarbeiten, um eine Genauigkeit im Millimeterbereich zu erreichen. Die Messreichweite beträgt mehr als 100 m und die Entfernung kann schnell und genau direkt angezeigt werden. Es handelt sich um ein präzises Feinmechanik-Messgerät für kurze Distanzen, das in der Baubranche zur Flächenmessung eingesetzt wird. * Derzeit werden * mehr als die von der Firma Leica hergestellten tragbaren Laser-Entfernungsmesser der DISTO-Serie und das Laser-Entfernungsmesser-Teleskop von Touyad Trueyard eingesetzt.
