激光測距傳感器在測長測速方案中的作用

1.采用激光多普勒測長原理

激光多普勒測速儀（LDV，Laser Doppler Velocimeter）是利用激光多普勒效應(yīng)的原理測量流體或固體運(yùn)動(dòng)速度的一種非接觸式測量儀器。它利用流體中的示蹤粒子或固體表面的散射粒子對(duì)入射激光進(jìn)行散射，并利用光電探測器檢測此散射光發(fā)生的頻移，根據(jù)其中所包含的速度信息（粒子散射光的頻移與粒子速度呈嚴(yán)格的線性關(guān)系）得到流體或固體表面的運(yùn)動(dòng)速度。它可以通過控制入射光束夾角的大小**地控制被測空間大小，使光束在被測點(diǎn)聚集成為很小的探測區(qū)域，獲得極高的測量精度；而且從原理上講，LDV響應(yīng)沒有滯后現(xiàn)象，能跟得上快速變化的跳動(dòng)；它還可以實(shí)現(xiàn)一維、二維、三維的速度測量；從理論上看LDV輸出信號(hào)的頻率和速度成線性關(guān)系，它能覆蓋從每秒幾毫米到超音速很寬的速度范圍，并且測量過程中不受壓力、溫度、密度、粘度等外部環(huán)境因素的影響。

總的來說，激光測速的主要優(yōu)點(diǎn)在于非接觸測量、線性特性、空間分辨率高、快速動(dòng)態(tài)響應(yīng)和寬測量范圍。隨著電子技術(shù)的發(fā)展，激光測速在測量精度和實(shí)時(shí)性上都具有突出優(yōu)點(diǎn)?，F(xiàn)在LDV已成為科學(xué)研究和實(shí)際工程中測量固體表面運(yùn)動(dòng)速度和復(fù)雜流場流動(dòng)速度的一種有力手段。

多普勒頻差只與兩入射光的夾角、激光波長和物體運(yùn)動(dòng)的速度有關(guān)，當(dāng)兩入射光相對(duì)被測量表面法線對(duì)稱分布時(shí)，有：

                             （1）

式中是光波的波長；是入射光線與運(yùn)動(dòng)物體表面法線之間的夾角。故根據(jù)測得的多普勒頻差就可以求出被測表面的運(yùn)動(dòng)速度。

多普勒頻率與速度成正比，與相干條紋間距成反比：

                                         （2）

而長度為速度的積分：

                                             （3）

因此，長度的測量就可以變成為頻率的測量，我們用高速信號(hào)處理器，就可以測量出頻率，從而測量出物體的長度。

2.激光多普勒測長優(yōu)點(diǎn)和應(yīng)用領(lǐng)域

    IGE-LDV系列非接觸式激光速度/長度測量儀（非接觸長度測量儀）適用于長度尺寸要求**的應(yīng)用,可在惡劣環(huán)境中工作。本系列測量儀使用CLASS 3R級(jí)二極管激光源在被測表面產(chǎn)生多普勒干涉條紋。接收光學(xué)器件接收反射的多普勒信號(hào)，并采用快速傅立葉變換、自相關(guān)及插補(bǔ)技術(shù)進(jìn)行信號(hào)處理。ZYT-LDV系列速度/長度測量儀非常適合于快速或慢速連續(xù)移動(dòng)的產(chǎn)品的生產(chǎn)。其高精度的測量及無滑移性能也可用于對(duì)切斷長度需精度控制的生產(chǎn)工藝中。 

IGE-LDV系列非接觸式激光速度/長度測量儀測量精度為0.05%，重復(fù)性0.02%，測量速率100次/秒，且無須校準(zhǔn)，測量不受物體材質(zhì)和顏色影響，安裝簡易，經(jīng)濟(jì)節(jié)約。