طرح توجیهی تولید ابزار دقیق آزمایشگاهی ( فاصله‌یاب لیزری)

فاصله مورد نظر با تعیین مدت زمانی که طول میکشد تا تپ ارسالی مسیر رفت و برگشت را طی کند، بدست میآید. طرح کلی یک فاصله یاب YAG :Nd متشکل از فرستنده (لیزر)، گیرنده و دوربین است. سپس با ارسال تپ ارسالی به هدف ، نور پراکنده شده از هدف توسط عدسیهای 1L و 2L روی یک آشکار ساز تمرکز یافته و یک سیگنال الکتریکی حاصل میشود. اگر لحظه 0t تپ لیزری از سیستم به سمت هدف ارسال شود و سیگنال بازگشتی در لحظه 1t آشکار شود، با توجه به اینکه نور با سرعت C در مدت زمان 0t - 1t فاصله) x2 رفت و بازگشت سیگنال) را پیموده است، فاصله x بدست میآید. مشاهده میشود که دقت در تعیین فاصله به دقت در تعیین زمان بستگی دارد.اکنون به طراحی و ساخت فاصله یاب لیزری به روش فاز می پردازیم در صورتی که روشهای دیگری نیز برای تولید وجود دارد. در این نوع فاصله یاب ها از لیزرهای cw استفاده می شود که پرتو لیزر با موج سینوسی با فرکانس حساب شده ای مدوله می شود . پرتو لیزر پس از برخورد به هدف توسط یک آشکارساز نوری که معمولا یک فتودیود می باشد آشکار می شود . از روی اختلاف فاز میان دو موج سینوسی یعنی پرتو خارج شده از لیزر و پرتو ورودی به فتودیود و کالیبره کردن آن می توان فاصله را به دست آورد . اندازه گیری فاصله به روش فاز در محدوده فواصل زیر 10متر ملاحظات فرکانس بالا و مشکلات آن را می طلبد که از جمله آنها داشتن SNR مناسب در گیرنده در فرکانس مدولاسیون می باشد، اگر SNR از حدی پایین تر باشد خطای اندازه گیری زیاد می شود و از طرفی اگر دامنه سیگنال در گیرنده از حدی بالاتر رود به علت اعوجاج هارمونیکی و اشباع رفتن المان های اکتیو دقت را از دست می رود. این وسیله کاربردهای زیادی در سیستم های هوشمند اعم از صنایع نظامی و غیره دارد از جمله: مکان یابی یک جسم ثابت یا متحرک توسط یک جسم پرنده نزدیک به آن، عمق یابی سیلوها، اندازه گیری سطوح مایعات مذاب در ریخته گری و ذوب فلزات، کنترل ترافیک، حمل و تخلیه بار در بنادر و ...