หลักการทำงานของเครื่องวัดระยะเลเซอร์

เครื่องวัดระยะทางเลเซอร์ทำงานโดยใช้การวัดระยะเวลาที่ใช้ในเดินทางของแสงเลเซอร์ที่สะท้อนออกจากเป้าหมายและส่งกลับไปยังเครื่องวัด เรียกว่าหลักการ “time of flight”

หลักการทำงาน
เครื่องวัดระยะทางเลเซอร์ ส่งแสงเลเซอร์ไปที่เป้าหมาย แสงจะสะท้อนกลับไปยังเครื่องวัดระยะ อยู่บนพื้นฐานของความจริงที่ว่าแสงเลเซอร์เดินทางที่ความเร็วคงที่ ผ่านชั้นบรรยากาศ ภายในเครื่องวัดระยะทางเลเซอร์ มีคอมพิวเตอร์ขนาดเล็กคำนวณระยะทาง วิธีการคำนวณระยะทางแบบนี้มีความสามารถในการวัดระยะทางจากโลกไปยังดวงจันทร์มีความคลาดเคลื่อนไม่กี่เซนติเมตร เครื่องวัดระยะทางเลเซอร์ บางทีก็เรียกว่า range finders หรือ laser range finders

การคำนวณระยะทาง
ระยะห่างระหว่างเครื่องวัดระยะและเป้าหมาย D = CT / 2

โดย c เท่ากับความเร็วของแสงและ T เท่ากับเวลาสำหรับการเดินทางไปกลับระหว่างเมตรและเป้าหมาย

Laser Distance Meter เครื่องวัดระยะทาง

ทำไมต้องเลเซอร์?
เลเซอร์มีความเข้มแสงสูง ปกติมีความถี่เดียว มีประโยชน์มากสำหรับการวัดระยะทางเพราะแสงเลเซอร์เดินทางในอัตราที่ค่อนข้างคงที่ผ่านชั้นบรรยากาศ และการเดินทางระยะทางยาวมากก่อนที่ความเข้มจะลดลงและการแพร่กระจายออกจากลำแสง ซึ่งลดประสิทธิภาพของการวัด แสงเลเซอร์นอกจากนี้ยังมีโอกาสน้อยที่จะกระจายกันไปเช่นที่เกิดในแสงสีขาวซึ่งหมายความว่าแสงเลเซอร์สามารถเดินทางเป็นระยะทางมากขึ้นโดยไม่สูญเสียความเข้ม เมื่อเทียบกับแสงสีขาวธรรมดา
แสงเลเซอร์ยังคงมีความเข้มเท่าเดิมเมื่อสะท้อนจากเป้าหมายซึ่งเป็นสิ่งสำคัญมากเมื่อคำนวณระยะห่างจากวัตถุ

ข้อควรพิจารณา
ความถูกต้องของเครื่องวัดระยะทางเลเซอร์ขึ้นอยู่กับการสท้อนกลับของแสงไปยังอุปกรณ์ส่ง แม้ว่าลำแสงเลเซอร์จะแคบมากและมีพลังงานสูง แต่อาจมีการบิดเบือนบรรยากาศ เช่นเดียวกับที่ส่งผลกระทบต่อแสงสีขาว
การบิดเบือนบรรยากาศอาจจะทำให้ยากที่จะได้รับการอ่านที่ถูกต้องของระยะทางของวัตถุที่อยู่ใกล้กับวัตถุสีเขียวหรือในระยะทางไกลกว่า 1 กิโลเมตรในพื้นที่ทะเลทราย
นอกจากนี้วัสดุที่แตกต่างกัน จะสะท้อนแสงองศามากหรือน้อยไม่เท่ากัน
วัสดุที่มีแนวโน้มที่จะดูดซับหรือแสงกระจาย ลดโอกาสที่แสงเลเซอร์เดิมสามารถสะท้อนกลับในการคำนวณ
ในกรณีที่มีเป้าหมายแสงพร่า เครื่องวัดระยะทางเลเซอร์ โดยใช้วิธี “phase shift method”

การรับแสง
เพื่อความมั่นใจ เครื่องวัดระยะเลเซอร์ใช้วิธีการบางอย่างเพื่อลดแสงพื้นหลัง หากแสงพื้นหลังมากเกินไปสามารถทำให้การวัดเกิดความผิดพลาดได้
ยกตัวอย่างเช่นการวัดระยะทางเลเซอร์ที่ออกแบบมาสำหรับการใช้งานในทวีปแอนตาร์กติกที่มีแสงพื้นหลังที่เป็นหิมะขาวโพลน จะมีการรวมของฟิลเตอร์แบนด์วิดท์ ความถี่ ให้แคบลง เพื่อป้องกันการรบกวนจากแสงพื้นหลัง

การประยุกต์ใช้งาน
Laser distance meters and range finders มีความหลากหลายของการใช้งาน ไม่ว่าการทำแผนจนถึงเพื่อการกีฬา เครื่องวัดระยะเลเซอร์สามารถนำมาใช้ในการสร้างแผนที่ของพื้นมหาสมุทรหรือแผนที่ภูมิประเทศ เครื่องวัดระยะเลเซอร์ใช้ในทางทหารเพื่อให้ระยะทางที่แน่นอนเพื่อเป้าหมายในการซุ่มยิงหรือยิงปืนใหญ่
เครื่องวัดระยะเลเซอร์ใช้สำหรับการสำรวจและวิศวกรรม วิศวกรและนักออกแบบใช้เครื่องวัดระยะเลเซอร์ในการสร้างแบบจำลอง 3 มิติของวัตถุ
นักยิงธนูล่าสัตว์และนักกอล์ฟ ใช้ range finders เพื่อคำนวณระยะทางในการกำหนดเป้าหมาย

 

Facebooktwittergoogle_plusredditpinterestlinkedinmail


Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *