หลักการและการแนะนำโครงสร้างเรนจ์ไฟอินฟราเรด
ในฐานะที่เป็นเครื่องมือวัดที่แม่นยำ เครื่องวัดระยะอินฟราเรดจึงถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในด้านต่างๆ เครื่องหาระยะสามารถแบ่งออกเป็นเครื่องหาระยะอัลตราโซนิค เครื่องหาระยะอินฟราเรด และเครื่องหาระยะเลเซอร์ ที่เรียกว่า เครื่องวัดระยะอินฟราเรด หมายถึง เครื่องวัดระยะอินฟราเรดแบบเลเซอร์ นั่นคือ เครื่องวัดระยะด้วยเลเซอร์ เครื่องวัดระยะด้วยอินฟราเรด----เป็นเครื่องมือที่ใช้แสงอินฟราเรดแบบมอดูเลตสำหรับการวัดระยะทางที่แม่นยำ และโดยทั่วไปแล้วช่วงการวัดคือ 1-5 กิโลเมตร
เครื่องค้นหาระยะอินฟราเรดเรียกอีกอย่างว่า "เครื่องหาระยะโฟโตอิเล็กทริกอินฟราเรด" โฟโตอิเล็กทริกเรนจ์ไฟน์เดอร์ชนิดเฟสที่มีแสงอินฟราเรดเป็นแหล่งกำเนิดแสง ไดโอดเปล่งแสงแกลเลียมอาร์เซไนด์มักใช้เป็นแหล่งกำเนิดแสง และความเข้มของแสงจะเปลี่ยนไปตามสัญญาณไฟฟ้าที่ฉีดเข้าไป ดังนั้นจึงมีหน้าที่สองอย่างคือแหล่งกำเนิดแสงและโมดูเลเตอร์ ช่วงการวัดค่อนข้างสั้น ส่วนใหญ่อยู่ในระยะ 5 กิโลเมตร เนื่องจากการเซมิคอนดักเตอร์ของแหล่งกำเนิดแสงของเครื่องวัดระยะด้วยอินฟราเรด การผสานวงจรอิเล็กทรอนิกส์อย่างค่อยเป็นค่อยไป และระบบอัตโนมัติของกระบวนการวัดระยะ เครื่องมือนี้จึงมีข้อได้เปรียบในด้านขนาดที่เล็ก น้ำหนักเบา ใช้งานง่าย ความเร็วในการวัดค่าที่รวดเร็ว และความแม่นยำสูง . ใช้กันอย่างแพร่หลายในการอนุรักษ์น้ำ เหมืองแร่ การวางผังเมือง และการสำรวจทางวิศวกรรมทหาร
มันทำงานดังนี้:
ใช้หลักการไม่แพร่เมื่อรังสีอินฟราเรดแพร่กระจาย เนื่องจากรังสีอินฟราเรดมีดัชนีการหักเหของแสงที่น้อยมากเมื่อผ่านสารอื่นๆ เครื่องวัดระยะระยะไกลจะพิจารณารังสีอินฟราเรด และการแพร่กระจายของรังสีอินฟราเรดต้องใช้เวลา ได้รับแล้วสามารถคำนวณระยะทางตามเวลาตั้งแต่ส่งออกจนถึงได้รับและความเร็วในการแพร่กระจายของรังสีอินฟราเรด ดังนั้นอุตสาหกรรมจึงเรียกว่าเลเซอร์อินฟราเรดโฟโตอิเล็กทริกเรนจ์ไฟนเดอร์ และแม่เหล็กของมันคือแม่เหล็กถาวรแม่เหล็กแรงสูงพิเศษ
ความถี่ของสัญญาณมอดูเลต f ที่สร้างขึ้นโดยออสซิลเลเตอร์ควบคุมหลัก (คือออสซิลเลเตอร์หลัก) จะถูกขยายและเพิ่มไปยังท่อเปล่งแสง GaAs และแสงมอดูเลตอินฟราเรดจะถูกปล่อยออกมาผ่านการมอดูเลตปัจจุบัน และถูกปล่อยออกมาจากระบบออปติกที่ปล่อยออกมาไปยังตัวสะท้อนแสง ของสถานีมิเรอร์ หลังจากการสะท้อน แสงย้อนกลับจะได้รับจากระบบออพติคอลที่รับสัญญาณ ไปถึงไดโอดไวแสงซิลิคอน และผ่านการแปลงโฟโตอิเล็กทริกเพื่อให้ได้สัญญาณที่มีช่วงความถี่สูง
ในเครื่องวัดระยะอินฟราเรดอัตโนมัติ วงจรคำสั่งลอจิกถูกตั้งค่าสำหรับการควบคุมโปรแกรม เครื่องวัดระยะรุ่นใหม่ที่พัฒนาขึ้นในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาใช้ระบบไมโครโปรเซสเซอร์ ซึ่งไม่เพียงทำให้การควบคุมโปรแกรมที่กล่าวถึงข้างต้นเสร็จสมบูรณ์ แต่ยังพัฒนาฟังก์ชันการทดสอบอัตโนมัติอื่นๆ รวมถึงวิธีการวัดระยะทาง การลดขนาด และการทดสอบตัวเองแบบต่างๆ เป็นต้น อย่างมาก สะดวกในการใช้งาน
โครงสร้างของเรนจ์ไฟนอินฟราเรด
เครื่องวัดระยะอินฟราเรดส่วนใหญ่ประกอบด้วยหน่วยเปล่งแสงแบบมอดูเลต หน่วยรับ หน่วยวัดเฟส หน่วยนับและแสดงผล หน่วยควบคุมลอจิก และตัวแปลงกำลัง แหล่งกำเนิดแสงมักจะเป็นไดโอดเปล่งแสงสารกึ่งตัวนำแกลเลียมอาร์เซไนด์ (GaAs) เมื่อมีกระแสไฟฟ้าจำนวนมากผ่านจุดเชื่อมต่อ PN ของไดโอด GaAs จุดเชื่อมต่อ PN จะปล่อยแสงอินฟราเรดย่านใกล้ที่มีความยาวคลื่น 0.72 μm และ 0.94 μm ซึ่งเป็นผลมาจาก การรวมตัวกันของรูอิเล็กตรอนในสารกึ่งตัวนำ GaAs ที่เจือ พลังงานส่วนเกินจะถูกปลดปล่อยออกมาในรูปของโฟตอน นอกจากนี้ ความเข้มของแสงที่ปล่อยออกมาจะแปรผันตามกระแสฉีด ดังนั้น หากใช้เป็นแหล่งกำเนิดแสงของเรนจ์ไฟน์เดอร์ การปรับแอมพลิจูดของความเข้มแสงที่ปล่อยออกมาสามารถทำได้โดยตรงโดยการเปลี่ยนขนาดของฟีดปัจจุบัน นั่นคือ อุปกรณ์เปล่งแสงเซมิคอนดักเตอร์นี้มีฟังก์ชันสองอย่างของ " การแผ่รังสี" และ "การมอดูเลต"
อุปกรณ์แปลงการตรวจจับด้วยแสงอินฟราเรดที่ใช้ในการรับแสงมอดูเลตมักจะเป็นโฟโตไดโอดซิลิคอนหรือโฟโตไดโอดหิมะถล่ม และอุปกรณ์เหล่านี้มี เมื่อแสงจากภายนอกถูกฉายรังสีบนจุดเชื่อมต่อ PN เนื่องจากผลของการแปลงพลังงานโฟโตอิเล็กทริก สามารถสร้างความต่างศักย์ได้ที่ขั้วทั้งสองของ PN และขนาดของมันจะเปลี่ยนไปตามความเข้มของแสงที่ตกกระทบ จึงมีบทบาทเป็น " เดโมดูเลชั่น".
