סיווג עקרוני ויישום של מד טווח לייזר כף יד
הקדמה
מד טווח הלייזר הוא מכשיר המשתמש בלייזר כדי למדוד במדויק את מרחק המטרה. כאשר מד טווח הלייזר פועל, הוא פולט קרן לייזר דקה מאוד אל המטרה, והאלמנט הפוטואלקטרי קולט את קרן הלייזר המשתקפת מהמטרה. הטיימר מודד את הזמן מהשיגור ועד לקליטת קרן הלייזר, ומחשב את המרחק מהצופה למטרה.
אם הלייזר נפלט ברציפות, טווח המדידה יכול להגיע לכ-40 קילומטרים, והפעולה יכולה להתבצע ביום ובלילה. אם הלייזר נפלט בפולסים, הדיוק הכללי נמוך, אך למדידה למרחקים ארוכים הוא יכול להשיג דיוק יחסי טוב
הלייזר הראשון בעולם פותח בהצלחה בשנת 1960 על ידי מימן, מדען מחברת יוז מטוסי ארצות הברית. צבא ארה"ב השיק במהירות מחקר על מכשירי לייזר על בסיס זה. בשנת 1961 עבר מד טווח הלייזר הראשון את מבחן ההדגמה של הצבא האמריקני, ולאחר מכן נכנס עד מהרה מד טווח הלייזר למתחם המעשי.
מד הטווח הלייזר קל במשקל, קטן בגודלו, קל לתפעול, מהיר ומדויק, והשגיאה שלו היא רק חמישית עד כמה מאיות ממדדי טווח אופטיים אחרים, כך שהוא נמצא בשימוש נרחב במדידת שטח, מדידת שדה קרב, טנק, כלי טיס, ספינות וארטילריה לטווח המטרה, מדידת גובה של עננים, מטוסים, טילים ולוויינים מלאכותיים וכו' זהו ציוד טכני חשוב לשיפור הדיוק של טנקים גבוהים, מטוסים, ספינות וארטילריה.
עקב ההוזלה המתמשכת במחיר של מדדי טווח לייזר, התעשייה החלה להשתמש בהדרגה במדי טווח לייזר. בארץ ובחו"ל, צצה אצווה של מדדי טווח מיניאטוריים חדשים עם היתרונות של טווח מהיר, גודל קטן וביצועים אמינים, שיכולים להיות בשימוש נרחב במדידה ובקרה תעשייתית, במכרות, בנמלים ובתחומים אחרים.
2. עקרון מדידה ושיטת מד טווח לייזר
1 מהו העיקרון של טווח אינפרא אדום או טווח לייזר?
ניתן לייחס את עקרון הטווח למדידת הזמן הנדרש לאור לעבור הלוך ושוב אל המטרה, ולאחר מכן לחשב את המרחק D דרך מהירות האור c=299792458m/s ומקדם השבירה האטמוספרי n . מכיוון שקשה למדוד זמן ישירות, זה בדרך כלל למדוד את השלב של גל רציף, מה שנקרא פאזה מדידת טווח. כמובן, ישנם גם מדדי טווח דופק, בדרך כלל ה-DI של WILD-3000
יש לציין כי מדידת פאזה אינה מודדת את הפאזה של אינפרא אדום או לייזר, אלא את הפאזה של האות המאופנן על אינפרא אדום או לייזר. בענף הבנייה יש מד מרחק לייזר ידני למדידת בתים הפועל על אותו עיקרון.
2 האם מישור האובייקט הנמדד חייב להיות מאונך לאור?
בדרך כלל מדידת מרחק מדויקת דורשת שיתוף פעולה של מנסרת השתקפות כוללת, בעוד שמדד הטווח המשמש למדידת בית מודד ישירות עם החזרת קיר חלק, בעיקר בגלל שהמרחק קצר יחסית ועוצמת האות של האור המוחזר לאחור גדולה מספיק. מכאן ניתן לדעת שהוא חייב להיות אנכי, אחרת אות ההחזרה חלש מדי ולא ניתן להשיג את המרחק המקסימלי.
3. האם זה אפשרי אם מישור האובייקט הנמדד הוא השתקפות מפוזרת?
בדרך כלל זה אפשרי. בהנדסה בפועל, לוח פלסטיק דק משמש כמשטח רפלקטיבי כדי לפתור את הבעיה של השתקפות מפוזרת רצינית.
4. הדיוק של טווח קולי נמוך יחסית, והוא משמש לעתים רחוקות כעת.
שלוש קטגוריות עיקריות
מד טווח לייזר חד מימדי למדידת מרחק ומיקום;
מד טווח לייזר דו מימדי (מגלה טווח לייזר סריקה)
מגרת טווח לייזר תלת מימדית
