PLD脈沖激光二極管發射器件 APD雪崩光電二極管光傳感器 產品工業應用

工業測距簡介

---

　　激光測距模塊是一種集成了激光發射器、接收器和信號處理電路的設備，用于測量目標物體與傳感器之間的距離。其工作原理主要有飛行時間法(TOF)以及三角法。

　　DTOF利用激光脈沖測量距離，通過發射激光脈沖并測量其返回時間來計算距離;ITOF則基于相位法原理工作，通過發射調制連續波并比較發射和接收信號之間的相位差計算距離。TOF法具有非接觸、高精度和快速響應等特點，在液位控制、智能制造以及物流倉儲等領域得到了廣泛應用。

　　三角法通過計算激光在目標物體表面散射后的角度變化來確定距離，檢測被測物表面的粗糙度、厚度以及形狀，測程短、測速快、重復精度高，適用于批量工件的精密工業檢測。

工業測距原理 —— 脈沖法（dTOF）

---

　　激光器向目標發射脈沖激光，經目標反射后，由探測器接收。通過計時器獲得發射脈沖與接收脈沖之間的往返時間差Δt以及光速c，計算出目標的距離D。

　　D=c*Δt /2

　　脈沖dTOF電路中內部集成了一枚發出固定時鐘頻率的芯片，當脈沖激光發出時計時器記錄下起點時間，光經過目標障礙物反射回回波信號，后被探測器接收時,計時器記錄終止時間，采集到一個脈沖周期的時間間隔Δt，再根據dTOF公式計算得出與目標障礙物的距離。

工業測距流程圖 —— 脈沖法（dTOF）

---

工業測距原理 2 —— 相位法測距（iTOF）

---

　　ITOF通過發射一束調制的連續激光信號，當這束激光照射到目標物體后反射回來，接收器會捕捉到反射信號，并與發射信號進行比較，通過計算兩束信號之間的相位差來確定目標物體的距離。

　　

　　其中，D是測量距離，c是光速，是相位差，f是調制信號的頻率。

　　相位測距法的采樣率高，測量精度高(由計數時鐘頻率相對調制頻率的比值決定)。測程有限，但可通過更改尺長(調制頻率)適應各種距離的測量，如果需要同時滿足大測程和高精度，則必須通過多頻激光測量完成。

工業測距原理 ——三角法測距

---

　　激光三角法是根據PSD上像點的位移來測算目標障礙物距離的方法。三角法有直射式和斜射式兩種結構，假設測量像點在光敏面上的位移為x，待測面沿軸方向的位移為H，分別可得到兩種方法下x與H的關系式。

　　直射式：

　　                                                                                     (1)

　　斜射式：          

  

 

 

　　                                                      (2)

 

　　公式(1)和(2)中，x可通過PSD輸出得到，a、b、θ、θ1、θ2則由測試系統決定。

　　斜射式入射光的光點照射在被測面的不同點上，無法知道被測面中某點的位移情況，而直射式結構卻可以。因此，當被測面的法線無法確定或被測面形復雜時，只能采用直射式結構。

工業測距流程圖 —— 三角法測距

---

推薦型號

---