En laseravståndsmätare arbetar med hjälp av mätningen av den tid det tar en puls av laserljus att reflekteras från ett mål och återlämnas till avsändaren. Detta är känt som "tid för flygning" -principen, och metoden är känd antingen som "tid för flygning" eller "puls" -mätning.
Operativ princip
En laseravståndsmätare avger en puls av laser vid ett mål. Pulsen speglar sedan bort målet och tillbaka till sändningsanordningen (i detta fall en laseravståndsmätare). Denna princip för "tid av flygning" bygger på det faktum att laserljuset färdas i en relativt konstant hastighet genom jordens atmosfär. Inuti mätaren beräknar en enkel dator snabbt avståndet till målet. Denna metod för distansberäkning kan mäta avståndet från jorden till månen inom några centimeter. Laseravståndsmätare kan också kallas "range finders" eller "laser range finders."
Beräkna avstånd
Avståndet mellan mätaren och målet anges av D = ct /2, där c är lika med ljusets hastighet och t är lika med tiden för resan mellan mätare och mål. Med tanke på den höga hastighet som pulsen reser och dess fokus är denna grova beräkning mycket exakt över avstånd av fötter eller miles men förlorar noggrannhet över mycket närmare eller längre avstånd.
Varför lasrar?
Lasrar är fokuserade, intensiva strålar av ljus, vanligtvis av en enda frekvens. De är mycket användbara för att mäta avstånd eftersom de reser i relativt konstanta satser genom atmosfären och reser mycket längre avstånd före divergensen (försvagningen och spridning av en ljusstråle) minskar mätarens effektivitet. Laserljus är också mindre sannolikt att sprida som vitt ljus, vilket innebär att laserljuset kan resa ett mycket större avstånd utan att förlora intensiteten. Jämfört med vanligt vitt ljus behåller en laserpuls mycket av sin ursprungliga intensitet när den reflekteras utanför målet, vilket är mycket viktigt när man beräknar avståndet till ett objekt.
Överväganden
En lasers noggrannhet avståndsmätare beror på den ursprungliga puls som återgår till sändningsanordningen. Även om laserstrålarna är mycket smala och har höga energier, är de föremål för samma atmosfäriska snedvridningar som påverkar normalt, vitt ljus. Dessa atmosfäriska snedvridningar kan göra det svårt att få en korrekt avläsning av avståndet på ett objekt nära grönska eller över långa avstånd på mer än 1 kilometer i öknen. Olika material speglar också ljus i större eller mindre grad. Ett material som tenderar att absorbera eller sprida ljus (diffusion) reducerar sannolikheten att den ursprungliga laserpulsen kan reflekteras tillbaka för beräkning. I fall där målet har diffus reflektion, bör en laseravståndsmätare med en fasskiftmetod användas.
Mottagningsoptik
För att säkerställa tillförlitligheten använder laseravståndsmätare en viss metod för att minimera bakgrundsbelysning. För mycket bakgrundsbelysning kan störa mätningen när sensorn misstänker en del av bakgrundsbelysningen för den reflekterade laserpulsen, vilket resulterar i en felavståndsavläsning. Till exempel används en laseravståndsmätare avsedd för användning i Antarktis-förhållanden, där intensivt bakgrundsljus förväntas, en kombination av smala bandbreddsfiltre, delstrålefrekvenser och en mycket liten iris för att blockera så mycket störning från bakgrundsljus som möjligt.
Applikationer
Laseravståndsmätare och mätare har ett brett utbud av användningsområden, från karta till sport. De kan användas för att skapa kartor över havsbotten eller topografi kartor rensade av vegetation. De används i militären för att ge exakt avstånd till mål för snickare eller artilleri, för rekognosering och för teknik. Ingenjörer och designers använder laseravståndsmätare för att konstruera 3D-modeller av föremål. Bågskyttar, jägare och golfare använder alla distansfinnare för att beräkna avståndet till målet.
