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激光位移传感器的工作原理是什么?

发布时间:2021-08-26 01:43:21  访问次数:199
激光位移传感器是一种利用激光技术进行测量的传感器。它由激光器、激光探测器和测量电路组成。激光传感器是一种新型的测量仪器。可以准确的非接触测量被测物体的位置、位移等变化。
 
激光位移传感器可以测量位移、厚度、振动、距离、直径等精确的几何尺寸。激光具有直线度好的优良特性,与已知的超声波传感器相比,激光位移传感器具有更高的精度。然而,激光发生装置相对复杂、体积较大,对激光位移传感器的应用范围要求很高。
 
首先,我想和大家分享一下激光位移传感器的原理图。激光位移传感器的基本原理是光学三角法。
 
半导体激光器1通过透镜2聚焦在被测物体6上,反射光被透镜3收集并投射到CMOS阵列4上,信号处理器5通过三角函数计算光斑在阵列4上的位置,得到与被测物体的距离。
 
根据测量原理,将激光位移传感器分为激光三角法和激光回波分析法。激光三角测量一般适用于高精度的短距离测量,而激光回波分析适用于远距离测量。下面介绍激光三角测量和激光回波分析的原理。
 
1.激光位移传感器原理的激光三角法原理
 
激光发射器通过镜头将可见的红色激光发射到被测物体表面,被物体反射的激光通过接收镜头被内置CCD线阵相机接收。根据不同的距离,CCD线阵相机可以从不同的角度“看到”这个光斑。数字信号处理器根据该角度和激光器与摄像机之间的已知距离,计算出传感器与被测物体之间的距离。
 
同时,在接收元件位置对波束进行模拟和数字电路处理,通过微处理器分析计算出相应的输出值,并在用户设置的模拟窗口中按比例输出标准数据信号。如果使用开关输出,它将在设置窗口内打开,在窗口外切断。此外,模拟和开关输出可以独立设置检测窗口。
 
采用三角法的激光位移传感器最大线性度可达1um,分辨率可达0.1um。例如ZLDS100型传感器,它可以达到0.01%的高分辨率,0.1%的高线性度,9.4 KHz的高响应,适应恶劣的环境。
 
2.激光回波原理对激光位移传感器原理的分析。
 
激光位移传感器利用回波分析原理进行测距,达到一定的精度。该传感器由处理器单元、回波处理单元、激光发射机、激光接收机等组成。激光位移传感器每秒向探测器发射100万个激光脉冲并返回到接收器,处理器计算激光脉冲与探测器相遇并返回到接收器以计算距离值所需的时间。输出值是数千个测量值的平均输出。用所谓的脉冲时间法测量。激光回波分析方法适用于远距离探测,但测量精度低于激光三角法,最远探测距离可达250m。
 
激光位移传感器原理的应用说明
 
激光位移传感器常用于长度、距离、振动、速度、方位等物理量的测量,也可用于探伤和空气污染物监测。
 
1、尺寸确定:小零件位置识别;输送带上是否有零件监测;物料重叠和覆盖情况检测;机械手位置控制(刀具中心位置);设备状态检测;设备位置检测(通过小孔);液位监测;厚度测量;振动分析;碰撞试验测量;汽车相关试验等。
 
二.金属薄板和薄板厚度测量:激光传感器测量金属薄板(薄板)的厚度。检测厚度变化有助于检测褶皱、孔洞或重叠,以避免机器故障。
 
3.圆柱体的同时测量:圆柱体的角度、长度、内外径偏心、锥度、同心度和表面轮廓。4.长度测量:将被测部件放在传送带上的指定位置,激光传感器对该部件进行检测,并与触发的激光扫描仪同步测量,最终得到部件的长度。
 
5.均匀性检查:将多个激光传感器沿被测工件的倾斜方向排成一排,通过一个传感器直接输出。此外,您还可以使用软件计算测量结果,并根据信号或数据读出结果。
 
6.电子元器件检测:用两台激光扫描仪将被测元器件放置在两者之间,最后由传感器读出数据,以检测元器件尺寸的准确性和完整性。
 
7.生产线上的灌装液位检测:将激光传感器集成到灌装产品的制造中,可检测灌装情况

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