激光測距傳感器在測長測速方案中的作用

1.采用激光多普勒測長原理

激光多普勒測速儀（LDV，Laser Doppler Velocimeter）是利用激光多普勒效應(yīng)的原理測量流體或固體運(yùn)動(dòng)速度的一種非接觸式測量儀器。它利用流體中的示蹤粒子或固體表面的散射粒子對入射激光進(jìn)行散射，并利用光電探測器檢測此散射光發(fā)生的頻移，根據(jù)其中所包含的速度信息（粒子散射光的頻移與粒子速度呈嚴(yán)格的線性關(guān)系）得到流體或固體表面的運(yùn)動(dòng)速度。它可以通過控制入射光束夾角的大小**地控制被測空間大小，使光束在被測點(diǎn)聚集成為很小的探測區(qū)域，獲得極高的測量精度；而且從原理上講，LDV響應(yīng)沒有滯后現(xiàn)象，能跟得上快速變化的跳動(dòng)；它還可以實(shí)現(xiàn)一維、二維、三維的速度測量；從理論上看LDV輸出信號的頻率和速度成線性關(guān)系，它能覆蓋從每秒幾毫米到超音速很寬的速度范圍，并且測量過程中不受壓力、溫度、密度、粘度等外部環(huán)境因素的影響。

總的來說，激光測速的主要優(yōu)點(diǎn)在于非接觸測量、線性特性、空間分辨率高、快速動(dòng)態(tài)響應(yīng)和寬測量范圍。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，激光測速在測量精度和實(shí)時(shí)性上都具有突出優(yōu)點(diǎn)。現(xiàn)在LDV已成為科學(xué)研究和實(shí)際工程中測量固體表面運(yùn)動(dòng)速度和復(fù)雜流場流動(dòng)速度的一種有力手段。

多普勒頻差只與兩入射光的夾角、激光波長和物體運(yùn)動(dòng)的速度有關(guān)，當(dāng)兩入射光相對被測量表面法線對稱分布時(shí)，有：

                             （1）

式中是光波的波長；是入射光線與運(yùn)動(dòng)物體表面法線之間的夾角。故根據(jù)測得的多普勒頻差就可以求出被測表面的運(yùn)動(dòng)速度。

多普勒頻率與速度成正比，與相干條紋間距成反比：

                                         （2）

而長度為速度的積分：

                                             （3）

因此，長度的測量就可以變成為頻率的測量，我們用高速信號處理器，就可以測量出頻率，從而測量出物體的長度。

2.激光多普勒測長優(yōu)點(diǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域

    IGE-LDV系列非接觸式激光速度/長度測量儀（非接觸長度測量儀）適用于長度尺寸要求**的應(yīng)用,可在惡劣環(huán)境中工作。本系列測量儀使用CLASS 3R級二極管激光源在被測表面產(chǎn)生多普勒干涉條紋。接收光學(xué)器件接收反射的多普勒信號，并采用快速傅立葉變換、自相關(guān)及插補(bǔ)技術(shù)進(jìn)行信號處理。ZYT-LDV系列速度/長度測量儀非常適合于快速或慢速連續(xù)移動(dòng)的產(chǎn)品的生產(chǎn)。其高精度的測量及無滑移性能也可用于對切斷長度需精度控制的生產(chǎn)工藝中。 

IGE-LDV系列非接觸式激光速度/長度測量儀測量精度為0.05%，重復(fù)性0.02%，測量速率100次/秒，且無須校準(zhǔn)，測量不受物體材質(zhì)和顏色影響，安裝簡易，經(jīng)濟(jì)節(jié)約。