紅外測距儀

用於地形測量等的精密測量工具

紅外測距儀作為一種精密的測量工具,已經廣泛的應用到各個領域。測距儀可以分為超聲波測距儀紅外線測距儀,激光測距儀。目前所說的紅外線測距儀指的就是激光紅外線測距儀,也就是激光測距儀。紅外測距儀----用調製的紅外光進行精密測距的儀器,測程一般為1-5公里。

基本概念


紅外測距儀亦稱“紅外光電測距儀”。以紅外光為光源的相位式光電測距儀。通常採用砷化鎵發光二極體為光源,其光強隨注入的電信號而變化,故兼有光源和調製器的雙重功能。它的測程較短,大多在5千米以內。由於紅外測距儀光源半導體化,電子線路逐步集成化,測距過程自動化,因此,儀器具有體積小、重量輕、操作簡便、測距速度快、精度高等優點。廣泛應用於水利、礦山、城市規劃和軍事工程測量。

工作原理


利用的是紅外線傳播時的不擴散原理。因為紅外線在穿越其它物質時折射率很小,所以長距離的測距儀都會考慮紅外線,而紅外線的傳播是需要時間的,當紅外線從測距儀發出碰到反射物被反射回來被測距儀接受到,再根據紅外線從發出到被接受到的時間及紅外線的傳播速度就可以算出距離,所以行業稱為激光紅外光電測距儀,其磁鋼是專用強磁永磁磁鋼。
由主控振蕩器(即主振)產生的調製信號頻率f,經放大后加到GaAs發光管,經電流調製出射紅外調製光,從發射光學系統出射射向鏡站的反光鏡,經反射后,回光被接收光學系統所接收,到達硅光敏二極體,經過光電轉換,得到高頻的測距信號。
在自動化的紅外測距儀中,就設置有邏輯指令電路進行程序控制。近些年研製的新穎測距儀更採用了微處理機系統,不僅能完成上述的程序控制,而且還開發了其他多種自動測試功能,包括進行多種方式測距、歸算以及自我檢測等,使用起來十分方便。

構造


紅外測距儀主要由調製光發射單元、接收單元、測相單元、計數顯示單元、邏輯控制單元和電源變換器等部分組成。其光源通常為砷化稼(GaAs)半導體發光二極體。當有相當大的電流正向通過GaAs二極體的P-N結時,P-N結里就會發射出波長為0.72μm、0.94μm的近紅外光,這是由於在摻雜的GaAs半導體中電子一空穴複合時,過剩的能量以光子形式放出而產生的。而且所射出的光強會隨著注入電流的變化而變化。因此將它作為測距儀的光源,便可以通過改變饋電電流的大小對射出的光強直接進行幅度調製,即這種半導體發光器件兼有“輻射”一“調製”雙重功能。
用於接收調製光的紅外光電探測轉換器件通常為硅光敏二極體或雪崩式光敏二極體,這些器件具有“光電壓效應”。當外來光照射到它的P-N結上時,由於光電能量轉換的效應能在P-N兩極產生一個電位差,其大小會隨入
射光的強弱而變化,從而起到“退調製”的作用。

分類


手持激光紅外線測距儀
測量距離一般在200米內,精度在2mm左右。這是目前使用範圍最廣的激光紅外線測距儀。在功能上除能測量距離外,一般還能計算測量物體的體積。
望遠鏡式激光紅外線測距儀
測量距離一般在600-3000米左右,這類紅外線測距儀測量距離比較遠,但精度相對較低,精度一般在1米左右。主要應用範圍為野外長距離測量。
望遠鏡激光紅外線測距儀,為遠距離激光紅外線測距儀,目前在戶外使用相當廣泛,望遠鏡激光紅外線測距儀測量精準,反應速度快捷。

特點


測距儀的反光鏡為一塊稜鏡。它是立方體玻璃的一個角,具有三個相互垂直的反射角,故又稱為角反射器。其正向有加工成矩形或圓形的不同品種。稜鏡式反射器的主要特點是反射光線平行於入射光線,而且使用多塊稜鏡組合的反光鏡,能使回光疊加。所以作業時要按測距的遠近選用不同塊數的反光稜鏡組合。在安置反光鏡時,不要求嚴格對準主機的方向,用目估准即可。

應用


紅外線測距儀廣泛用於地形測量,戰場測量,坦克,飛機,艦艇火炮對目標的測距,測量雲層、飛機、導彈以及人造衛星的高度等。它是提高高坦克、飛機、艦艇和火炮精度的重要技術裝備。由於激光紅外線測距儀價格不斷下調,工業上也逐漸開始使用激光紅外線測距儀,可以廣泛應用於工業測控、礦山、港口等領域。