激光传感器及其应用

激光传感器及其应用
激光传感器概念
激光传感器的应用 激光传感器的前沿发展
激光传感器
激光传感器是利用激光技术进行测量的传感器。它由激光器、 激光检测器和测量电路组成。激光传感器是新型测量仪表，它 的优点是能实现无接触远距离测量，速度快，精度高，量程大， 抗光、电干扰能力强等。 激光器是利用受激辐射原理使光在某些受激发的物质中放大 或振荡发射的器件。
2.车流量监控及车轮廓描画
激光测距传感器固定到高速或者重要路口的龙门架上，激光发射和接收 垂直地面向下，对准一条车道的中间位置，当有车辆通行时，激光测距 传感器能实时输出所测得的距离值的相对改变值，进而描绘出所测车的 轮廓。这对于在重要路段监控可以达到很好的效果，能够区分各种车型， 对车身高度扫描的采样率可以达到10厘米一个点（在40Km/h时，采样率 为11厘米一个点）。对车流限高，限长，车辆分型等都能实时分辨，并 能快速输出结果。
4. 激光测距与船只安全
使用激光测距传感器，检测 船只到码头或到另外的船只 的的相对距离和速度，船只 根据激光测距传感器输出的 数字信号，调整船只行进的 速度和航线，使船只可以安 全航行。
5. 激光测距与铁路交通
使用激光测距传感器，可以测量火车到站台的的距离和火车 到站台的相对速度。
6. 激光测距与石油化工
美国研制新式激光传感器
美国已经研制出一种新式激光传感器，能在狙击手开枪之前便探测出他们的准 确位置，使其无所遁形。
这种叫Mirage的便携式双筒探测激光传感器由圣迭戈的多利松公司研制， 可向1.2公里距离内的物体发出符合安全标准的散焦激光。当其发现枪或其他类 似的武器装置发出的光后，便随即发回图像，清楚显示狙击手的准确位置。同 时，这种传感器还能测量出操作人员和目标之间的距离，并在取景器中显示参 数。 多利松公司合作伙伴戴维· 科彭哈弗说， Mirage采用的技术可将眼镜、玻璃 窗等日常物品与潜在的目标区别开。因此，用Mirage很容易便可发现藏在1.2公 里内的狙击手的位置。
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3. 激光测速
双光束短距离近红外测量车速：通过双光束测得激光传感器与车辆的距离： L1和L2，由于光束间的夹角大小固定，因此可算出宽度W，由时间间隔： T2-T1，可得出车速。 激光传感器发射的是近红外的光波，不能被雷达探测器、电子狗等探测， 且不易受市区雷达杂波干扰，在智能交通中的应用越来越广泛。
1. 固体激光器：红宝石激光器、掺钕的钇铝石榴石激 光器、钕玻璃激光器
2. 气体激光器：二氧化碳激光器、氦氖激光器、一氧 化碳激光器
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3. 液体激光器：有机染料激光器
4. 半导体激光器：砷化镓激光器
1.激光位移传感器
三角法测量原理：
半导体激光器1被镜片2聚焦到被测物体6。反射光被镜片3收集，投射到 CCD阵列4上；信号处理器5通过三角函数计算阵列4上的光点位置得到具 体的位移。
2. 激光测距传感器
回波分析法测量：
L ct / 2
探测系统向目标发射波束，波束被目标表面放射 产生回波信号。回波信号中直接或简介地包含待 测信息。接收与信号处理系统通过接收和分析回 波信号，获得被测量。
激光传感器的应用（日常生活）
激光传感器的应用（工程应用）
1.汽车防撞探测器
激光测距传感器用来监测汽车前后方向与其他汽车的距离，当汽 车间距小于预定安全距离时，汽车防碰撞系统对汽车进行紧急刹 车，或者对司机发出报警，可以大量的减少行车事故。在高速公 路上使用，其优点更加明显。
在石油钻机上使用： 使用激光测距传感器，可 以测量油车到塔顶的距离 和相对速度，防止“上碰 下砸”事故的发生。
激光传感器的前沿发展
新型的激光空速传感器可使空难避免
空速管在极端天色前提下，若遇污物、 鸟类、昆虫或结冰等引起梗阻，则会提供 错误的读数。这样的话，就得依靠备用设 备，如GPS，但也可能在风暴中失效。 该新型设备利用激光计算空速。氧分子吸 收光子时，传感器探测激光束中光子的多 普勒移动。它利用激光光线，所以没有物 理部件暴露于气流中，他们位于机翼或机 身凹处的一个窗口内，此处的温度可控。