Teknolojia ya kugundua usemi wa mbali wa laser

Teknolojia ya kugundua usemi wa mbali wa laser
Laserutambuzi wa usemi wa mbali: Kufichua muundo wa mfumo wa kutambua

Boriti nyembamba ya leza inacheza kwa uzuri hewani, ikitafuta sauti za mbali kimyakimya, kanuni ya "uchawi" huu wa kiteknolojia wa siku zijazo ni ya kizamani na imejaa haiba. Leo, hebu tuondoe pazia kwenye teknolojia hii ya ajabu na tuchunguze muundo na kanuni zake za ajabu. Kanuni ya utambuzi wa sauti ya mbali ya laser imeonyeshwa kwenye Mchoro 1 (a). Mfumo wa utambuzi wa sauti wa mbali wa leza unajumuisha mfumo wa kupima mtetemo wa leza na lengo la kipimo cha mitetemo isiyo ya ushirika. Kulingana na hali ya ugunduzi wa kurudi kwa mwanga, mfumo wa kugundua unaweza kugawanywa katika aina isiyo ya kuingiliwa na aina ya kuingiliwa, na mchoro wa mpangilio unaonyeshwa kwa mtiririko huo katika Mchoro 1(b) na (c).

FIG. 1 (a) Kizuizi cha mchoro wa utambuzi wa sauti wa mbali wa laser; (b) Mchoro wa kimpango wa mfumo wa kipimo cha mtetemo wa mbali wa leza isiyo ya interferometric; (c) Kanuni ya mchoro wa mfumo wa kupima mtetemo wa mbali wa laser interferometric

一. Mfumo wa kugundua bila kuingiliwa Ugunduzi bila kuingiliwa ni tabia ya moja kwa moja ya marafiki, kwa njia ya miale ya leza ya uso unaolengwa, na mwendo wa mshazari wa urekebishaji wa mwanga wa azimuth unaosababisha mabadiliko katika sehemu ya kupokea ya mwangaza wa mwanga au picha ya madoadoa. kupima moja kwa moja mtetemo mdogo wa uso unaolengwa, na kisha "moja kwa moja hadi moja kwa moja" ili kufikia ugunduzi wa mawimbi ya acoustic ya mbali. Kulingana na muundo wa kupokeakigundua picha, mfumo usio na kuingiliwa unaweza kugawanywa katika aina ya pointi moja na aina ya safu. Msingi wa muundo wa nukta moja ni "ujenzi wa ishara ya akustisk", ambayo ni, mtetemo wa uso wa kitu hupimwa kwa kupima mabadiliko ya kiwango cha mwanga cha kugundua kinachosababishwa na mabadiliko ya mwelekeo wa mwanga wa kurudi. Muundo wa nukta moja una faida za gharama ya chini, muundo rahisi, kiwango cha juu cha sampuli na uundaji upya wa wakati halisi wa ishara ya akustisk kulingana na maoni ya detector photocurrent, lakini athari ya laser speckle itaharibu uhusiano wa mstari kati ya vibration na detector mwanga. , kwa hivyo inazuia utumiaji wa mfumo wa kugundua kutoingilia kwa sehemu moja. Muundo wa safu huunda upya mtetemo wa uso wa lengwa kupitia algoriti ya uchakataji wa madoadoa, ili mfumo wa kipimo cha mtetemo uwe na uwezo wa kubadilika na uso mbovu, na uwe na usahihi wa juu na usikivu.

二. Mfumo wa kugundua kuingiliwa ni tofauti na ugunduzi usio wa kuingiliwa, ugunduzi wa kuingiliwa una haiba isiyo ya moja kwa moja zaidi, kanuni ni kupitia mionzi ya laser ya uso wa shabaha, uso unaolengwa kando ya mhimili wa macho wa kuhamishwa hadi taa ya nyuma. huanzisha mabadiliko ya awamu/masafa, matumizi ya teknolojia ya mwingiliano kupima mabadiliko ya mzunguko/awamu ili kufikia kipimo cha mbali cha mitetemo midogo. Kwa sasa, teknolojia ya juu zaidi ya kugundua interferometric inaweza kugawanywa katika aina mbili kulingana na kanuni ya teknolojia ya kupima mitetemo ya laser Doppler na mbinu ya kuingiliwa kwa kujichanganya kwa laser kulingana na ugunduzi wa mawimbi ya akustisk ya mbali. Mbinu ya kupima mtetemo wa Laser Doppler inategemea athari ya Doppler ya leza ili kugundua mawimbi ya sauti kwa kupima mabadiliko ya mzunguko wa Doppler unaosababishwa na mtetemo wa uso wa kitu kinacholengwa. Teknolojia ya leza inayojichanganya hupima uhamishaji, kasi, mtetemo na umbali wa lengwa kwa kuruhusu sehemu ya mwanga unaoakisiwa wa shabaha ya mbali kuingia tena kwenye kinasa laser na kusababisha urekebishaji wa amplitude ya uwanja wa leza na marudio. Faida zake ziko katika ukubwa mdogo na unyeti mkubwa wa mfumo wa kipimo cha vibration, nalaser ya nguvu ya chiniinaweza kutumika kugundua ishara ya sauti ya mbali. Mfumo wa upimaji wa kujichanganya wa leza ya mzunguko wa kubadilisha mawimbi ya utambuzi wa mawimbi ya usemi wa mbali unaonyeshwa kwenye Mchoro 2.

FIG. 2 Mchoro wa kimpango wa mfumo wa kipimo cha kujichanganya kwa laser ya frequency-shift

Kama njia muhimu na bora ya kiufundi, "uchawi" wa laser unaweza kucheza hotuba ya mbali sio tu katika uwanja wa ugunduzi, katika uwanja wa ugunduzi pia una utendakazi bora na utumiaji mpana - teknolojia ya kukabiliana na uingiliaji wa laser. Teknolojia hii inaweza kufikia hatua za uingiliaji wa ngazi ya mita 100 ndani ya nyumba, majengo ya ofisi na sehemu nyingine za ukuta wa pazia la kioo, na kifaa kimoja kinaweza kulinda chumba cha mkutano na eneo la dirisha la mita 15 za mraba, pamoja na kasi ya majibu ya haraka ya skanning. na kuweka nafasi ndani ya sekunde 10, usahihi wa nafasi ya juu wa kiwango cha utambuzi zaidi ya 90%, na kuegemea juu kwa kazi thabiti ya muda mrefu. Teknolojia ya kukabiliana na uingiliaji wa laser inaweza kutoa hakikisho dhabiti kwa usalama wa taarifa za sauti za watumiaji katika ofisi kuu za tasnia na hali zingine.