激光测距传感器主要广泛应用在哪些领域？

1960年世界上第一台红宝石激光器问世不久，以精密测距为主要功能的激光测距技术便随之诞生了。经过了50多年的发展，其发展大致表现在两个方面：首先是应用各种新技术和设备提高测距精度和观测数据量;其次是提高测距系统的自动化程度，减小人力和物力的消耗。激光测距传感器因其抗干扰能力强，精度高的优势，自诞生以来，得到了极大的发展，在各行各业都发挥着巨大的作用。

激光测距传感器在工业应用范围广泛，激光测距传感器完全采用工业标准设计、生产和检测，激光具有方向性强、亮度高等优点，激光测距传感器原理是通过测量激光往返目标所需时间来确定目标距离。激光测距传感器它为各种不同领域提供了应用的灵活性，这些场合可包括如下：

一、在自动化领域的用途,在自动检测和控制的方法中解决了长距离测量和检验的问题。可以用来测量料包的料位，测量传送带上的物体距离和物体高度，测量原木直径等。

二、不宜接近的物体测量，普通光电传感器很难测量较远和目标颜色变化的场合，三角测量传感器在目标角度不固定或目标太亮时，可预测性变差，而激光测距传感器可以完成。

三、桥梁静态挠度在线监测系统，隧道整体变形在线监测系统，隧道关键点变形在线监测系统和矿井电梯、大型液压活塞高度监测。

四、汽车车速、安全车距测量、流量统计。

五、限高测量，建筑物限界测量;船舶安全停靠位置监控，集装箱定位

激光传感器常用于长度、间隔、振荡、速度、方位等物理量的丈量，还可用于探伤和大气污染物的监测等。可广泛使用于钢铁工业、冶金工业、汽车工业、打印工业、食品工业等各类工业操控和各类户外监测、检测现场等。

激光测距传感器的工作寿命相对较长，这首先是因为它的芯片的工作稳定性强，性能稳定对于维持传感设备寿命来说至关重要，更重要的是它对于恶劣环境也有良好的适应性，该种测距传感设备在设计时充分考虑到了震动带来的影响，减震设置为延长寿命起到了加持作用，那么声誉好的激光测距传感器‍在哪些领域有应用呢?

1、汽车防撞探测器

大多数汽车碰撞预防系统的激光测距传感器使用激光光束，以不接触方式用于识别汽车在前后与目标汽车之间的距离，当汽车间距小于预定安全距离时汽车防碰撞系统对汽车进行紧急刹车或者对司机发出报警，或者综合目标汽车速度、车距、汽车制动距离、响应时间等对汽车行驶进行即时的判断和响应，可以大量的减少行车事故，在高速公路上使用激光测距传感器优点更加明显。

一般固定到高速或者重要路口的龙门架上，激光发射和接收垂直地面向下，对准一条车道的中间位置，当有车辆通行时激光测距传感器能实时输出所测得的距离值的相对改变值，进而描绘出所测车的轮廓。这种测量方式一般使用测距范围较大，且要求激光测距传感器速率比较高，这对于在重要路段监控可以达到很好的效果，激光测距传感器能够区分各种车型，对车身高度扫描的采样率高。对车流限高、限长、车辆分型等都能实时分辨，并能快速输出结果。

3、无人机

无人机、无人搬运车、自动驾驶等新概念系统的兴起，连带刺激测距与避障技术需求。其中小量程激光测距传感器‍为避障的基础，并有多种技术可以实现测距，包含无线射频、超音波、红外线以及激光雷射等。这些激光测距传感器技术各有其优点，且成本也有差异性。

之所以许多行业大量应用了激光测距传感器，在某些方面是因为它的价格相对适中，而且测距的精准度要明显优于普通的传感设备，普通设备在特殊天气气候条件下测距的效率和精准度均会受到影响，但是该种激光测距设备则不然，所以在未来它甚至可以在各种高等级行业有着广泛应用。

‘激光测距传感器原理及应用

一、传输时间激光距离传感器的发展

激光在检测领域中的应用十分广泛，技术含量十分丰富，对社会生产和生活的影响也十分明显。激光测距是激光最早的应用之一。这是由于激光具有方向性强、亮度高、单色性好等许多优点。1965年前苏联利用激光测地球和月球之间距离(380´103km)误差只有250m。1969年美国人登月后置反射镜于月面，也用激光测量地月之距，误差只有15cm。

利用激光传输时间来测量距离的基本原理是通过测量激光往返目标所需时间来确定目标距离。即： 。

传输时间激光测距虽然原理简单、结构简单，但以前主要用于军事和科学研究方面，在工业自动化方面却很少见。因为激光测距传感器售价太高，一般在几千美元。实际上，所有工业用户都在寻找一种能在较远距离实现精密距离检测的传感器。因为许多情况下近距离安装传感器会受物理位置及生产环境的限制，如今的传输时间激光测距传感器将为这类场合的工程师排忧解难。

二、工作原理

传输时间激光传感器工作时，先由激光二极管对准目标发射激光脉冲。经目标反射后激光向各方向散射。部分散射光返回到传感器接收器，被光学系统接收后成像到雪崩光电二极管上。雪崩光电二极管是一种内部具有放大功能的光学传感器，因此它能检测极其微弱的光信号。记录并处理从光脉冲发出到返回被接收所经历的时间，即可测定目标距离。传输时间激光传感器必须极其精确地测定传输时间，因为光速太快。

例如，光速约为3´108m/s，要想使分辨率达到1mm，则传输时间测距传感器的电子电路必须能分辨出以下极短的时间：

0.001m¸(3´108m/s)=3ps

要分辨出3ps的时间，这是对电子技术提出的过高要求，实现起来造价太高。但是如今廉价的传输时间激光传感器巧妙地避开了这一障碍，利用一种简单的统计学原理，即平均法则实现了1mm的分辨率，并且能保证响应速度。

三、解决其它技术无法解决的问题

传输时间激光距离传感器可用于其它技术无法应用的场合。例如，当目标很近时，计算来自目标反射光的普通光电传感器也能完成大量的精密位置检测任务。但是，当目标距离较远内或目标颜色变化时，普通光电传感器就难以应付了。

虽然先进的背景噪声抑制传感器和三角测量传感器在目标颜色变化的情况下能较好地工作，但是，在目标角度不固定或目标太亮时，其性能的可预测性变差。此外，三角测量传感器一般量程只限于0.5m以内。

超声波传感器虽然也经常用于检测距离较远的物体，而且由于它不是光学装置，所以不受颜色变化的影响。但是，超声波传感器是依据声速测量距离的，因此存在一些固有的缺点，不能用于以下场合。

①待测目标与传感器的换能器不相垂直的场合。因为超声波检测的目标必须处于与传感器垂直方位偏角不大于10°角以内。

②需要光束直径很小的场合。因为一般超声波束在离开传感器2m远时直径为0.76cm。

③需要可见光斑进行位置校准的场合。

④多风的场合。

⑤真空场合。

⑥温度梯度较大的场合。因为这种情况下会造成声速的变化。

⑦需要快速响应的场合。

而激光距离传感器能解决上述所有场合的检测。

四、在自动化领域的广泛用途

如今，自动检测和控制的方法中，除了超声波传感器和普通光电传感器外，又增加了一个能解决长距离测量和检验的新方法—传输时间激光距离传感器。它为各种不同场合提供了应用的灵活性，这些场合可包括如下：

①设备定位。

②测量料包的料位。

③测量传送带上的物体距离和物体高度。

④测量原木直径。

⑤保护高架起重机免于碰撞。

⑥无误差检查场合。

五、几个应用实例

1、测量传送带上箱子的宽度

使用两个发散型传输时间激光传感器，在传送带的两侧面对面安装。因为尺寸变化的箱子落到传送带上的位置是不固定的，这样，每个传感器都测量出自己与箱子的距离，设一个距离为L1，另一个为L2。此信息送给PLC，PLC将两个传感器间总的距离减去L1和L2，从而可计算出箱子的宽度W。

2、保护液压成型冲模

机械手把一根预成型的管材放进液压成型机的下部冲模中，操作者必须保证每次放的位置准确。在上部冲模落下之前，一个发散型传感器测量出距离管子临界段的距离，这样可保证冲模闭合前处于正确位置。

3、二轴起重机定位

用两个反射型传感器面对反射器安装，反射器安装在桥式起重机的两个移动单元上。一个单元前后运动，另一个左右运动。当起重机驱动板架辊时，两个传感器监测各自到反射器的距离，通过PLC能连续跟踪起重机的精确位置。