レーザー測距の原理と応用

レーザー距離計は通常、距離を測定するためにパルス法と位相法の2つの方法を使用します。パルス距離測定のプロセスは次のとおりです。距離計から放出されたレーザー光は、測定対象物で反射されてから距離計で受信され、同時に距離計はレーザーの往復時間を記録します。光速と往復時間の積の半分は、距離計と測定対象物との間の距離です。距離を測定するためのパルス法の精度は、一般に約+/- 1メートルです。さらに、このタイプの距離計の測定ブラインドゾーンは一般に約15メートルです。

レーザー距離計の主な応用分野は何ですか？

レーザー距離計は、電気、水利、通信、環境、建設、地質学、警察、防火、爆破、ナビゲーション、鉄道、テロ対策/軍事、農業、林業、不動産、レジャー/アウトドアスポーツなど。

レーザー距離計の「安全」と「危険」に違いがあるのはなぜですか？

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名前が示すように、レーザー距離計は、作業するための主要な作業材料としてレーザーを使用します。現在、市場に出回っているハンドヘルドレーザー距離計の作動材料には、主に次のタイプがあります。作動波長が905ナノメートルと1540ナノメートルの半導体レーザー、および作動波長が1064ナノメートルのYAGレーザー。 1064ナノメートルの波長は、人間の皮膚や目に有害です。特に、目が誤って1064ナノメートルの波長のレーザーに接触した場合、目の損傷は永続的である可能性があります。したがって、海外では、ハンドヘルドレーザー距離計は1064ナノメートルのレーザーを完全に禁止しています。中国では、一部のメーカーが1064ナノメートルのレーザー距離計も製造しています。

905ナノメートルと1540ナノメートルのレーザー距離計については、「安全」と呼んでいます。 1064ナノメートルのレーザー距離計では、人体に害を及ぼす可能性があるため、「安全ではない」と呼んでいます。

ハンドヘルドレーザー距離計のレーザー測距の原理

レーザー測距は、光波測距における一種の測距方法です。光が速度cで空中を移動し、A点とB点の間を行き来するのに必要な時間がtである場合、A点とB点の間の距離Dは次のようになります。 Expressに従います。

D = ct / 2

どこ：

D——測定ステーションのポイントAとBの間の距離。

c——大気中を伝播する光の速度。

t——光がAとBの間を1回行き来するのにかかる時間。

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上記の式から、AとBの距離を測定することは、実際には光の伝播時間tを測定することであることがわかります。さまざまな測定時間方法に従って、レーザー距離計は通常、パルスタイプとパルスタイプの2つの測定形式に分けることができます。フェーズタイプ。

位相レーザー距離計

位相レーザー距離計は、電波帯域の周波数を利用してレーザービームの振幅を変調し、変調光が測定線との間で発生する位相遅延を測定し、変調光の波長に応じて距離を測定します。位相遅延で表されるが変換されます。つまり、図に示すように、間接法を使用して、光が往復線を通過するのに必要な時間を測定します。

位相レーザー距離計は、一般的に精密測距で使用されます。この距離計は、信号を効果的に反射し、測定対象を機器の精度に見合った特定のポイントに制限するために、一般にミリメートルレベルの高精度であるため、協調ターゲットミラーと呼ばれる反射を備えています。

変調光の角周波数がωで、測定距離Dの1往復による位相遅延がφの場合、対応する時間tは次のように表すことができます。

t =φ/ω

この関係を式（3-6）に代入すると、距離Dは次のように表すことができます。

D = 1/2 ct = 1 / 2c・φ/ω= c /（4πf）（Nπ+Δφ）

= c / 4f（N +ΔN）= U（N +）

どこ：

φ——信号が測定ラインを1回往復することによって発生する合計位相遅延。

ω——変調信号の角周波数、ω=2πf。

U——単位長、値は1/4変調波長に等しい

N——調査ラインに含まれる変調半波長の数。

Δφ——信号が測定ラインに行き来するときの位相遅延はπ未満です。

ΔN——波長の半分未満である測量線に含まれる変調波の小数部分。

ΔN=φ/ω

与えられた変調と標準的な大気条件下では、周波数c /（4πf）は一定です。このとき、距離の測定は、測量線に含まれる半波長の数の測定になり、部分部分の測定は少なくなります。半波長、つまり測定Nまたはφよりも、最新の精密機械加工技術と電波位相測定技術の発展により、φの測定は非常に高い精度に達しています。

π未満の位相角φを測定するために、さまざまな方法で測定することができます。最も一般的に使用されるのは、遅延位相測定とデジタル位相測定です。現在、短距離レーザー距離計は、デジタル位相測定の原理を使用しています。 φを取得します。

一般に、位相型レーザー距離計は、変調信号のレーザービームを使用します。高精度の距離測定を行うには、協調ターゲットを構成する必要があります。現在発売されているハンドヘルドレーザー距離計は、パルスレーザー距離計です。距離計の新しいタイプの距離計。小型で軽量であるだけでなく、デジタル位相測定パルス拡幅および細分割技術を使用します。協力目標なしでミリメートルレベルの精度を達成できます。距離は100mを超え、距離を直接すばやく正確に表示できます。これは、短距離精密精密工学測定および建築面積測定における最新の長さ測定標準機器です。最も広く使用されているのは、ライカ製のDISTOシリーズハンドヘルドレーザー距離計です。

ハンドヘルドレーザー距離計の使用に関する注意事項

DISTOやその他の携帯型レーザー距離計は距離測定にレーザーを使用し、パルスレーザービームはエネルギーが非常に集中した単色光源であるため、目で発射口を直接見たり、照準望遠鏡で観察したりしないでください。人の目を傷つけないように、滑らかな反射面。測定は、機器マニュアルの安全操作仕様に従って実行する必要があります。機器の感光性要素の燃焼を避けるために、フィールド測定中に機器の送信機ポートを太陽に直接向けないでください。