레이저 측정(Frequency Modulated Continuous Wave, FMCW)은 거리와 속도를 측정하는 데 일반적으로 사용되는 레이저 측정 기술입니다. 다음은 FMCW 레이저 측정의 원리, 장점, 단점 및 특징과 응용 환경 및 산업에 대해 자세히 설명합니다.
1. FMCW 레이저 측정 원리:
FMCW 레이저 측정 기술은 FMCW(주파수 변조 연속파)의 원리를 기반으로 하며, 일반적으로 선형 램프 또는 비선형 스윙 신호인 레이저 출력 빔에 보다 선형적인 주파수 변조 신호를 적용합니다. 이 변조 신호는 거리 측정 장치(예: 나노 크기 변환기 거울 또는 기가헤르츠 마이크로파 전자 발생기)로 전송되며, 반사에 의해 반환된 신호와 전송된 신호 간의 주파수 차이를 사용하여 레이저에서 물체까지의 거리를 측정할 수 있습니다. .
절차는 다음과 같습니다.
ㅏ. 레이저 빔 방출: 레이저는 레이저 빔을 방출하고 레이저 빔에 주파수 변조 신호를 적용합니다.
비. 반사된 신호 수신: 레이저 빔이 대상 물체에 빛나고 다시 반사되어 물체에서 반사된 레이저 신호를 형성합니다. 씨. 믹서 처리: 주파수 변조 신호가 레이저 빔에서 대상 물체로 전송됩니다.
씨. 믹서 처리: 전송된 신호와 반사된 신호를 혼합하여 주파수 차이를 얻습니다.
디. 거리 계산: 속도 계산과 결합된 변조 신호의 주파수 차이와 기울기 또는 압력 스윙 범위를 사용하여 대상 물체에서 레이저 측정 시스템까지의 거리를 얻을 수 있습니다.
그림
2. FMCW 레이저 측정의 장점, 단점 및 특성:
- 장점:
ㅏ. 높은 정확도 측정: FMCW 레이저 측정 기술은 높은 측정 정확도를 가지며 밀리미터 미만 또는 나노미터 미만의 거리 측정 정확도를 달성할 수 있습니다.
비. 높은 측정 속도 FMCW 레이저 측정 기술은 고속 측정을 실현할 수 있는 연속파 신호를 사용하므로 신속한 데이터 수집이 필요한 응용 분야 시나리오에 적합합니다. 적응성: 다양한 물체에서 나오는 레이저 빛의 반사 특성이 다르기 때문에 FMCW 레이저 측정 기술은 적응력이 뛰어납니다. 다른 물체의 표면에 반사할 때 범위 범위와 감지 감도를 조정합니다.
씨. FMCW LIDAR에서는 가장 이상적인 경우 광학 렌즈 및 스캐닝 구성 요소에도 칩을 사용할 수 있습니다.
- 단점:
ㅏ. 복잡한 시스템: FMCW 레이저 측정 기술에는 복잡한 하드웨어 및 신호 처리 알고리즘이 필요하며 이는 다른 측정에 비해 비용이 많이 듭니다.
비. 환경의 영향 특정 환경(예: 밝은 빛, 비, 눈, 회색 등)에서는 레이저 빔이 방해를 받아 측정 결과의 정확성에 영향을 미칠 수 있습니다.
FMCW 레이저 거리 및 진동 센서
진동 측정 기술 매개변수
거리 측정 기술 매개변수
- 특성:
ㅏ. 비접촉식: FMCW 레이저 측정 기술은 비접촉식 측정 방법으로, 물체와 접촉할 필요 없이 측정할 수 있어 비파괴 샘플 적용 시나리오에 적합합니다.
비. 완전 전자식: FMCW 레이저 측정 시스템은 완전 전자 제어 및 데이터 처리, 통합 용이성 및 자동화 제어를 실현할 수 있습니다.
3. FMCW 레이저 측정 응용 시나리오 및 산업:
FMCW 레이저 측정 기술은 다음 분야에서 널리 사용됩니다.
ㅏ. 산업 자동화: 로봇 내비게이션, 현지화 및 측정, 자재 처리 및 검사, 자동화된 생산 라인의 치수 검사 등.
비. 원격 감지 매핑: 지형 모델링 3D 재구성, 지리 정보 시스템(GIS), 측량 및 모니터링 애플리케이션용.
씨. 자동차 산업: 차량 좌석 위치 감지, 지능형 운전자 지원 시스템, 운전 안전 지원 기술 등
디. 에너지 및 환경 : 풍속측정, 대기오염물질 측정 등
이자형. 의료 분야: 육안 검사, 수술 내비게이션 조직 및 혈류 측정 등.
즉, FMCW 레이저 측정 기술은 산업 자동화, 원격 감지 측정, 자동차 산업, 에너지 및 환경, 의료 분야 및 기타 분야에서 널리 사용되는 고정밀, 높은 측정 속도 및 적응성을 갖추고 있습니다.
