ההרכב המבני של מד טווח אינפרא אדום
מד הטווח אינפרא אדום מורכב בעיקר מיחידת פליטת אור אפנון, יחידת קליטה, יחידת מדידת פאזה, יחידת תצוגת ספירה, יחידת בקרה לוגית וממיר הספק. מקור האור שלו הוא בדרך כלל דיודה פולטת אור מסוג ארסניד (GaAs). כאשר כמות ניכרת של זרם עוברת קדימה דרך צומת PN של דיודות GaAs, אורך גל של 0.72 ייפלט מצומת PN μm. 0.94 μ האור הקרוב לאינפרא אדום של m נוצר עקב עודף האנרגיה המשתחררת בצורה של פוטונים במהלך ריקומבינציה של חור אלקטרונים במוליכים למחצה GaAs מסוממים. ועוצמת האור הנפלט תשתנה עם השינוי בזרם ההזרקה. לכן, על ידי שימוש בו כמקור האור של מד הטווח, ניתן לשנות את עוצמת האור הנפלט ישירות על ידי שינוי גודל זרם ההזנה. להתקן פולט אור מוליכים למחצה זה יש פונקציות כפולות של "קרינה" ו"אפנון".
מכשירי ממירי הפוטו-אדומים המשמשים לקליטת אור מאופנן הם בדרך כלל פוטו-דיודות סיליקון או פוטו-דיודות מפולת, בעלות "אפקט פוטו-מתח". כאשר אור חיצוני מאיר על צומת ה-PN שלו, יכול להיווצר הבדל פוטנציאלי בקטבי ה-PN עקב השפעת המרת האנרגיה הפוטואלקטרית, וגודלו ישתנה עם הקלט
עוצמת האור הנפלט משתנה, ובכך ממלאת תפקיד בדה אפנון.
מבוא לשימושים של מדדי טווח קולי
גלים קוליים מתפשטים במהירויות שונות בגזים, נוזלים ומוצקים, עם כיווניות טובה, אנרגיה מרוכזת, הנחתה מינימלית במהלך השידור ויכולת השתקפות חזקה. גלים אולטראסוניים יכולים להתפשט במהירות מסוימת וליצור השתקפויות בעת מפגש עם מכשולים. באמצעות מאפיין זה, ניתן לחשב את המרחק בפועל על ידי מדידת הזמן שלוקח לגלים קוליים לעבור הלוך ושוב, ובכך להשיג מדידת מרחק ללא מגע של עצמים. טווח קולי מהיר, נוח ואינו מושפע מגורמים כגון אור. הוא נמצא בשימוש נרחב בתחומים כגון מדידת רמה הידרולוגית, מדידת אתר בנייה, ניטור מיקום באתר, זיהוי מכשולים בחלק האחורי של כלי רכב רוטטים ואיתור ומיקום של מכונות ניידות. מד הטווח הדיגיטלי האולטסוני המתוכנן במאמר זה סופר את כניסת פולסי השעון לתדר מסוים של המונה במהלך זמן ההליכה הלוך ושוב על-קולית, ומציג את מרחק המדידה המתאים.
