激光測距儀是一種精密的電子測量工具,它利用激光作為載波來測量從測距儀到目標物體之間的直線距離。這種設備因其高精度、快速響應和非接觸測量的特點,在多個領域中有著廣泛的應用,如建筑、裝修、林業(yè)、地形測量、軍事偵察、航空航天等。
激光測距儀的定義
激光測距儀是一種基于光學原理,利用激光技術對目標進行精準距離測量的儀器。它通過發(fā)射激光束至目標表面,并接收其反射回來的信號,根據(jù)光的傳播速度及信號往返的時間差來計算目標與測距儀之間的距離。
激光測距儀的工作原理
激光測距儀的工作原理基于光速恒定和時間測量兩個基本點。
主要分為以下步驟:
發(fā)射激光:測距儀內(nèi)部的激光發(fā)射器向目標發(fā)射一個短暫的激光脈沖或調(diào)制的連續(xù)激光束。
接收反射光:當激光擊中目標后,一部分激光會被反射回來,由測距儀中的光電探測器接收。
時間測量:關鍵在于精確測量激光從發(fā)射到接收的總時間t。對于脈沖式激光測距儀,通過測量激光脈沖的往返時間;而對于相位式激光測距儀,則是通過測量調(diào)制光波的相移來間接獲得距離信息。
距離計算:根據(jù)光速c(大約為 3×10?米/秒)和時間t,計算出光行走的總距離,即d=c×t/2,因為這是來回的總距離,所以要除以2來得到單向距離。
激光測距儀根據(jù)不同的工作原理和技術,可以分為幾種類型:
脈沖式激光測距儀:適用于遠距離測量,通過直接測量光脈沖往返時間來確定距離。
相位式激光測距儀:適合短距離高精度測量,通過分析發(fā)射與接收信號之間的相位差來計算距離。
三角法激光測距儀:利用三角幾何原理,通過測量激光在目標上的偏移角度來確定距離。
激光回波法:一種特殊的技術,適用于特定環(huán)境下的遠距離測量。
激光測距儀檢測項目分為兩個測試方向:
第一個方向是激光測距儀性能測試;另一個方向是激光測距儀安全等級測試。
激光測距儀性能測試參數(shù)如下:
序號 | 參數(shù) |
1 | 波長 |
2 | 輸出功率 |
3 | 功率不穩(wěn)定度 |
4 | 束散角 |
5 | 出口光束直徑、束寬 |
6 | 光束質(zhì)量因子 束腰直徑、寬度 |
7 | 光束指向不穩(wěn)定度 |
8 | 偏振度 |
9 | 閾值 |
10 | 電光轉(zhuǎn)換效率 |
11 | 脈沖寬度 (準連續(xù)型和脈沖型) |
12 | 脈沖重復頻率 (準連續(xù)型和脈沖型) |
13 | 輸出能量 (準連續(xù)型和脈沖型) |
14 | 輸出能量不穩(wěn)定度 (準連續(xù)型和脈沖型) |
15 | 平均功率 (準連續(xù)型和脈沖型) |
激光測距儀激光安全等級測試:
激光測距儀激光安全等級測試是一項關于激光安全的通用型安全標準,目前該標準屬于強制性標準,無論是在國內(nèi)還是出口國外都必須要進行激光安全等級標準檢測和認證。
地區(qū) | 標準 | 要求 |
國內(nèi) | GB 7247.1 | 所有激光產(chǎn)品必須強制符合GB7247.1的激光輻射安全要求,符合激光的等級分類、標志、警告和使用指導。檢測必須由資質(zhì) 認定的檢測機構進行。
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國際 | IEC 60825-1 | 所有激光產(chǎn)品必須強制符合IEC60825-1的激光輻射安全要求,符合激光的等級分類、標志、警告和使用指導。檢測必須由中 國認可、國際互認的檢測機構進行。
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美國 | FDA21CFR 1040.10 | 所有激光產(chǎn)品必須強制符合21CFR1040.10的激光輻射安全要求,符合激光的等級分類、標志、警告和使用指導。檢測必須由中國認可、國際互認的檢測機構進行。
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目前激光安全等級測試國內(nèi)標準為:GB 7247.1
國際標準為:IEC 60825-1
美國FDA標準為:FDA 21CFR 1040.10標準。
國內(nèi)和國際地區(qū)激光安全等級測試標準的具體分類如下:
分類 | 描述 |
1類激光
| 風險較低,并且在合理可預見的使用下是安全的,包括使用光學儀器進行光束內(nèi)觀察。
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1M類激光 | 波長在302.5nm到4000nm之間,除非與光學輔助設備(例如雙筒望遠鏡)一起使用,否則是安全的。
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2類激光 | 波長在400nm到700nm之間,不允許可接觸輻射超過2類AEL輻射水平的激光。該波長范圍之外的任何發(fā)射都必須低于1類AEL。 |
2M類激光
| 波長在400nm到700nm之間,用光學儀器觀察時具有潛在危險。該波長范圍之外的任何輻射都必須低于1M類AEL。
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3R類激光 | 波長范圍在302.5nm和106nm之間,具有潛在危險,但風險低于3B類的激光。對于400nm和700nm之間的波長,可達 輻射限值在2類AEL的5倍以內(nèi),對于該區(qū)域以外的波長,在1類AEL的5倍以內(nèi)。
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3B類激光
| 直接觀察光束條件下通常是危險的,但在觀察漫反射時通常是安全的。
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4類激光
| 在光束內(nèi)和漫反射觀察條件下都是危險的??赡軐е缕つw受傷,并且是潛在的火災隱患。 |
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