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激光傳感器(Laser Sensor)


激光傳感器可以算作光電傳感器的一種特殊類型,主要區別就是使用的光不一樣,當然檢測原理也有區別。激光傳感器有兩種配置,一種是探測存在,一種是測量距離。探測存在的叫接近型激光傳感器,也被稱為激光光電傳感器,這類算作普通光電傳感器的升級版。測量距離的就是激光位移傳感器,這類是更高極也更特殊的傳感器。

激光聽起來是一個挺危險的東西,在國際上對激光有統一的分類和統一的安全警示標志,激光分為四類(Class 1~Class 4),一類激光對人是安全的,二類激光對人有較輕的傷害,三類以上的激光對人有嚴重傷害。激光傳感器通常使用的都是一類或二類激光,即使是這兩類激光,在使用時也需要特別注意,避免對人眼直射。

普通的激光傳感器具有光電傳感器所有的形式,檢測性能更強。它們通??梢栽隗a臟的環境中工作良好,因為聚焦的激光可以“燃燒”灰塵。聚焦的激光光束還可以實現遠距離檢測,并能通過小開口來探測小物體或目標。有時檢測物體時因為安裝位置問題不能正對檢測,光電傳感器就無法完成檢測,激光傳感器則可以用一定角度的位置來檢測;還有一些表面有光澤或者是自發光的甚致透明的物體的檢測也需要激光傳感器來完成。激光傳感器的穩定性非常好,一旦設定完成,可以穩定的工作好長時間,即使檢測有一定的變化也很容易進行調整再次達到要求并繼續穩定工作。

激光位移傳感器使用聚焦的相干光來測量到目標物體的距離。在非標自動化應用中,被測目標通常是產品或機械元件。激光位移傳感器可以檢測任意固態物體,并產生與測得的位移成比例的輸出,這個輸出與材料、顏色和亮度無關。

激光位移傳感器有兩種位移測量方式:光學三角測量和脈沖時間測量。

光學三角測量的基本原理是:激光位移傳感器通過透鏡將激光傳輸到目標,目標將光反射回傳感器。透鏡將反射光聚焦到CMOS線性成像儀上的一個小點上。到目標物體的距離改變了反射光的角度以及線性成像儀接收光的位置,這樣就形成了三角,根據這個三角進行計算出測量位移。這種測量方式常用于短距離、高精度的激光位移傳感器,測量范圍約為1.5~60cm。這類傳感器被封裝在大約50cmX50cm的小外殼中,具有模擬或離散輸出,通常工作良好,與目標物體的材料、顏色或亮度無關。這些距離傳感器具有高分辨率,在取決于測量范圍的低μm范圍內,響應時間小于一毫秒。

     脈沖時間測量的基本原理是:激光傳感器使用發射二極管產生一個很短的窄光譜紅光或紅外光脈沖,從目標物體反射回來,然后返回到一個敏感的激光能量探測器,也稱為接收二極管。傳感器中精密的電子器件可以測量光的傳輸時間,并利用光速常數計算物體與傳感器的距離。這類的傳感器測量范圍從1cm到100m以上,其尺寸、輸出選項和激光傳感能力與CMOS傳感器相似。這些長距離傳感器具有良好的分辨率,從近距離約1cm到100m誤差小于2.5cm。為了提高測量精度,經常進行多次測量,因此傳感器的響應時間減慢到幾毫秒。


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