激光传感器工作原理_激光传感器应用

激光传感器工作原理

激光传感器工作时，先由激光发射二极管对准目标发射激光脉冲。经目标反射后激光向各方向散射。部分散射光返回到传感器接收器，被光学系统接收后成像到雪崩光电二极管上。雪崩光电二极管是一种内部具有放大功能的光学传感器，因此它能检测极其微弱的光信号，并将其转化为相应的电信号。 常见的是激光测距传感器，它通过记录并处理从光脉冲发出到返回被接收所经历的时间，即可测定目标距离。激光传感器精确地测定传输时间，因为光速太快。

例如，光速约为3*10^8m/s，要想使分辨率达到1mm，则传输时间测距传感器的电子电路能分辨出以下极短的时间：

0.001m/（3*10^8m/s）=3ps

要分辨出3ps的时间，这是对电子技术提出的过高要求，实现起来造价太高。但是如今的激光测距传感器巧妙地避开了这一障碍，利用一种简单的统计学原理，即平均法则实现了1mm的分辨率，并且能保证响应速度。

激光传感器应用

随着激光技术的进步，激光传感器也成为一种新的传感器类型，它是利用激光技术进行测量的传感器，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，优点是能实现无接触远距离测量，具有速度快、精度高、量程大、电干扰能力强等优点，在很多工业领域有着广泛的应用。

1、测试测量

利用激光的高方向性、高单色性和高亮度等特点可实现无接触远距离测量，激光传感器常用于长度、距离、振动、方位等物理量的测量，还可用于探伤和大气污染物的监测等。

2、激光测速

激光测速是基多普勒原理的一种激光测速方法，用得较多的是激光多普勒流速计，它可以测量风洞气流速度、火箭燃料流速、飞行器喷射气流流速、大气风速和化学反应中粒子的大小及汇聚速度等。

3、车辆宽高超限检测

采用激光传感器进行快速测量，利用PC工控机和可视化编程软件VB的网络内核与传感器进行数据的实时传输及处理，同时还设计了界面友好的上位机控制软件。现场试验数据表明，该系统实时性好、测量精度高，具有一定的实用价值。

4、无人车

如谷歌的第二代无人车配备了激光传感器，顶部的激光传感器依然相当明显，其他传感器都设置得非常隐蔽。车辆的前后方和两侧都贴有明显的谷歌无人车标志。谷歌无人车的控制驾驶原理是通过车子四周安装的诸多传感器，持续不断地收集车辆本身以及四周的各种精确数据，通过车内的处理器进行分析和运算，再根据计算结果来控制车子行驶。

5、汽车防撞探测器

大多数现有汽车碰撞预防系统的激光测距传感器使用激光光束以不接触方式用于识别汽车在前或者在后形势的目标汽车之间的距离，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，或者综合目标汽车速度、车距、汽车制动距离、响应时间等对汽车行驶进行即时的判断和响应，可以大量的减少行车事故。

激光式传感器的结构和原理简单可靠，抗干扰能力强，适应于各种恶劣的工作环境，分辨率较高，未来在很多领域可发挥自身的作用。