激(ji)(ji)光(guang)在檢測領域中(zhong)的(de)(de)應用(yong)十(shi)分廣(guang)泛，技術含量(liang)十(shi)分豐富，對社會(hui)生(sheng)產和生(sheng)活的(de)(de)影響也(ye)十(shi)分明顯。激(ji)(ji)光(guang)測距(ju)是激(ji)(ji)光(guang)較早的(de)(de)應用(yong)之一(yi)。這(zhe)是由于(yu)激(ji)(ji)光(guang)具有方向性強、亮度(du)高、單(dan)色性好等(deng)許多優點。1965年前蘇(su)聯利用(yong)激(ji)(ji)光(guang)測地球(qiu)和月(yue)(yue)球(qiu)之間距(ju)離(li)（380′103km）誤(wu)差只有250m。1969年美國人登月(yue)(yue)后置(zhi)反射鏡(jing)于(yu)月(yue)(yue)面(mian)，也(ye)用(yong)激(ji)(ji)光(guang)測量(liang)地月(yue)(yue)之距(ju)，誤(wu)差只有 15cm。

一、工作原理

傳(chuan)(chuan)輸時間(jian)激(ji)光(guang)(guang)傳(chuan)(chuan)感器工作(zuo)時，先由激(ji)光(guang)(guang)二極(ji)(ji)管對準目(mu)標發射(she)激(ji)光(guang)(guang)脈(mo)(mo)沖。經(jing)目(mu)標反(fan)射(she)后激(ji)光(guang)(guang)向各方向散(san)射(she)。部(bu)(bu)分散(san)射(she)光(guang)(guang)返(fan)回(hui)(hui)到(dao)傳(chuan)(chuan)感器接收器，被(bei)光(guang)(guang)學系(xi)統接收后成像(xiang)到(dao)雪(xue)崩(beng)光(guang)(guang)電(dian)二極(ji)(ji)管上。雪(xue)崩(beng)光(guang)(guang)電(dian)二極(ji)(ji)管是一種內部(bu)(bu)具(ju)有放大功能(neng)的(de)(de)光(guang)(guang)學傳(chuan)(chuan)感器，因(yin)此它能(neng)檢(jian)測 微(wei)弱的(de)(de)光(guang)(guang)信號(hao)。記錄并處理(li)從(cong)光(guang)(guang)脈(mo)(mo)沖發出到(dao)返(fan)回(hui)(hui)被(bei)接收所經(jing)歷的(de)(de)時間(jian)，即可測定目(mu)標距離(li)。傳(chuan)(chuan)輸時間(jian)激(ji)光(guang)(guang)傳(chuan)(chuan)感器必須 精確地測定傳(chuan)(chuan)輸時間(jian)，因(yin)為(wei)光(guang)(guang)速(su)太快。

例如，光速約為3′108m/s，要想使分(fen)辨率達到1mm，則(ze)傳輸時間測距傳感(gan)器的電子電路必須能分(fen)辨出以下極短的時間：

0.001m?(3′108m/s)=3ps

要分辨出3ps的時間，這是對(dui)電子技(ji)術提出的過高要求，實現(xian)起(qi)來造價太高。但(dan)是如(ru)今廉(lian)價的傳(chuan)輸時間激光傳(chuan)感(gan)器巧妙地避開了這一障礙，利用一種(zhong)簡單的統計(ji)學原理，即平(ping)均法則(ze)實現(xian)了1mm的分辨率，并且(qie)能保證響應速度。

二、解決其它技術無法解決的問題

傳(chuan)(chuan)輸時(shi)(shi)間激光距離傳(chuan)(chuan)感(gan)器可用于(yu)其它技術(shu)無法應用的場合。例(li)如，當目(mu)標很近時(shi)(shi)，計算來自(zi)目(mu)標反射(she)光的普通光電傳(chuan)(chuan)感(gan)器也(ye)能完成(cheng)大量的精密(mi)位置檢測任務。但是，當目(mu)標距離較遠(yuan)內或目(mu)標顏(yan)色變化時(shi)(shi)，普通光電傳(chuan)(chuan)感(gan)器就難以應付了。

雖(sui)然(ran)先進的背景噪聲抑制傳(chuan)感(gan)器和三(san)角(jiao)(jiao)測量(liang)傳(chuan)感(gan)器在(zai)目標(biao)顏色變化的情況下(xia)能較好(hao)地工作，但是，在(zai)目標(biao)角(jiao)(jiao)度不固定或目標(biao)太亮時，其(qi)性能的可預測性變差。此外，三(san)角(jiao)(jiao)測量(liang)傳(chuan)感(gan)器一般(ban)量(liang)程只限(xian)于0.5m以內。

超聲波(bo)傳感(gan)(gan)器雖然也經(jing)常用于檢(jian)測距離(li)較遠的(de)物(wu)體，而且由于它不(bu)是光學裝(zhuang)置，所以不(bu)受顏色變化的(de)影響。但是，超聲波(bo)傳感(gan)(gan)器是依據聲速測量距離(li)的(de)，因此(ci)存(cun)在一些固有的(de)缺點，不(bu)能用于以下場合。

①待測目(mu)標與傳感器(qi)(qi)(qi)的(de)(de)換能器(qi)(qi)(qi)不(bu)相垂直(zhi)的(de)(de)場(chang)合。因(yin)為超(chao)聲波檢測的(de)(de)目(mu)標必須處于(yu)(yu)與傳感器(qi)(qi)(qi)垂直(zhi)方位偏角(jiao)不(bu)大于(yu)(yu)10°角(jiao)以(yi)內。

②需(xu)要光(guang)束直(zhi)徑很(hen)小的場合(he)。因(yin)為一般(ban)超聲波(bo)束在離開傳感器2m遠時直(zhi)徑為0.76cm。

③需要可見光(guang)斑進行位置校(xiao)準的場合(he)。

④多風的場合。

⑤真空場合。

⑥溫(wen)度梯度較(jiao)大的場合。因為這種情況下會造成聲速的變化。

⑦需要快速響應的場(chang)合。

而激光距(ju)離傳(chuan)感(gan)器能(neng)解決(jue)上述所有場合的檢測。

三、在自動化領域的廣泛用途

如今，自動檢測(ce)和(he)控(kong)制的方法中，除了(le)超聲波傳(chuan)(chuan)感器(qi)和(he)普(pu)通(tong)光(guang)電傳(chuan)(chuan)感器(qi)外，又增加了(le)一(yi)個能解決長距離測(ce)量和(he)檢驗的新方法—傳(chuan)(chuan)輸時間(jian)激光(guang)距離傳(chuan)(chuan)感器(qi)。它為各種不(bu)同場合提供了(le)應(ying)用的靈活(huo)性，這(zhe)些場合可包括(kuo)如下：

①設備定位。

②測量料包的料位。

③測量傳送帶上的物(wu)體(ti)距(ju)離和物(wu)體(ti)高度。

④測量原木直徑。

⑤保護高架起重機免于(yu)碰撞。

⑥無誤差檢查場合。

四、幾個應用實例

1、測量傳(chuan)送(song)帶上箱子(zi)的寬度(du)

使用兩(liang)個(ge)(ge)(ge)發散型傳(chuan)(chuan)輸時間激光(guang)傳(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)，在傳(chuan)(chuan)送(song)(song)帶的(de)(de)兩(liang)側面對面安裝。因為(wei)尺寸變化的(de)(de)箱(xiang)(xiang)子落到傳(chuan)(chuan)送(song)(song)帶上的(de)(de)位置是不(bu)固定的(de)(de)，這樣(yang)，每個(ge)(ge)(ge)傳(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)都(dou)測(ce)量出自己(ji)與(yu)箱(xiang)(xiang)子的(de)(de)距(ju)離(li)(li)，設一(yi)個(ge)(ge)(ge)距(ju)離(li)(li)為(wei)L1，另一(yi)個(ge)(ge)(ge)為(wei)L2。此(ci)信息送(song)(song)給PLC，PLC將兩(liang)個(ge)(ge)(ge)傳(chuan)(chuan)感(gan)器(qi)間總的(de)(de)距(ju)離(li)(li)減去L1和(he)L2，從而可(ke)計算出箱(xiang)(xiang)子的(de)(de)寬(kuan)度(du)W。

2、保(bao)護液壓成型沖模(mo)

機械手把(ba)一根預(yu)成型(xing)的(de)(de)管材放(fang)進液(ye)壓成型(xing)機的(de)(de)下部沖(chong)模中，操作者必須保證每次放(fang)的(de)(de)位(wei)置準確(que)。在上(shang)部沖(chong)模落下之前(qian)，一個(ge)發散型(xing)傳感器測(ce)量出(chu)距離(li)管子臨界段的(de)(de)距離(li)，這(zhe)樣可保證沖(chong)模閉合(he)前(qian)處于正(zheng)確(que)位(wei)置。

3、二軸起重機定位

用兩(liang)個(ge)反(fan)(fan)射(she)型傳感器(qi)面對(dui)反(fan)(fan)射(she)器(qi)安裝，反(fan)(fan)射(she)器(qi)安裝在(zai)橋式起(qi)重(zhong)機(ji)的兩(liang)個(ge)移動(dong)單元上(shang)。一個(ge)單元前(qian)后運(yun)動(dong)，另一個(ge)左(zuo)右(you)運(yun)動(dong)。當起(qi)重(zhong)機(ji)驅動(dong)板架輥時，兩(liang)個(ge)傳感器(qi)監測(ce)各(ge)自(zi)到反(fan)(fan)射(she)器(qi)的距離，通(tong)過(guo)PLC能連續跟蹤(zong)起(qi)重(zhong)機(ji)的準確位置。

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