חדש לגמרי - מודול מד טווח לייזר ארביום 1535nm

01 מבוא

בשנים האחרונות, עם הופעתן של פלטפורמות לחימה בלתי מאוישות, רחפנים וציוד נייד לחיילים בודדים, מדי טווח לייזר מיניאטוריים ניידים לטווח ארוך הראו אפשרויות יישום רחבות. טכנולוגיית מדידת טווח לייזר מזכוכית ארביום באורך גל של 1535 ננומטר הופכת לבשלה יותר ויותר. יש לה יתרונות של בטיחות לעיניים, יכולת חזקה לחדור עשן וטווח ארוך, והיא הכיוון המרכזי בפיתוח טכנולוגיית מדידת טווח לייזר.

02 מבוא למוצר

מד טווח הלייזר LSP-LRS-0310 F-04 הוא מד טווח לייזר שפותח על בסיס לייזר זכוכית Er 1535nm שפותח באופן עצמאי על ידי Lumispot. הוא מאמץ את שיטת המדידה החדשנית של זמן טיסה (TOF) בעלת פעימה יחידה, וביצועי המדידה שלו מצוינים עבור סוגים שונים של מטרות - מרחק המדידה עבור מבנים יכול להגיע בקלות ל-5 קילומטרים, ואפילו עבור מכוניות נוסעות במהירות, הוא יכול להשיג טווח יציב של 3.5 קילומטרים. בתרחישי יישום כגון ניטור כוח אדם, מרחק המדידה עבור אנשים הוא יותר מ-2 קילומטרים, מה שמבטיח את הדיוק והאופי בזמן אמת של הנתונים. מד טווח הלייזר LSP-LRS-0310F-04 תומך בתקשורת עם מחשב המארח דרך יציאת הטור RS422 (ניתן גם שירות התאמה אישית של יציאת טור TTL), מה שהופך את העברת הנתונים לנוחה ויעילה יותר.

איור 1 דיאגרמת מוצר של מד טווח לייזר LSP-LRS-0310 F-04 והשוואת גודל מטבע של יואן אחד

03 תכונות מוצר

* עיצוב משולב להרחבת קרן: אינטגרציה יעילה והתאמה סביבתית משופרת

עיצוב הרחבת הקרן המשולב מבטיח תיאום מדויק ושיתוף פעולה יעיל בין הרכיבים. מקור משאבת ה-LD מספק קלט אנרגיה יציב ויעיל עבור מדיום הלייזר, הקולימטור בעל הציר המהיר ומראת המיקוד שולטים במדויק בצורת הקרן, מודול ההגבר מגביר עוד יותר את אנרגיית הלייזר, ומרחיב הקרן מרחיב ביעילות את קוטר הקרן, מקטין את זווית סטיית הקרן ומשפר את כיווניות הקרן ואת מרחק ההעברה שלה. מודול הדגימה האופטי עוקב אחר ביצועי הלייזר בזמן אמת כדי להבטיח פלט יציב ואמינה. יחד עם זאת, העיצוב האטום ידידותי לסביבה, מאריך את חיי השירות של הלייזר ומפחית את עלויות התחזוקה.

איור 2 תמונה בפועל של לייזר זכוכית ארביום

* מצב מדידת מרחק החלפת מקטע: מדידה מדויקת לשיפור דיוק מדידת המרחק

שיטת טווח המיתוג המפולח לוקחת בחשבון מדידה מדויקת. על ידי אופטימיזציה של תכנון הנתיב האופטי ואלגוריתמי עיבוד אותות מתקדמים, בשילוב עם תפוקת אנרגיה גבוהה ומאפייני פולסים ארוכים של הלייזר, הוא יכול לחדור בהצלחה הפרעות אטמוספריות ולהבטיח את היציבות והדיוק של תוצאות המדידה. טכנולוגיה זו משתמשת באסטרטגיית טווח תדר חזרות גבוה כדי לפלוט באופן רציף פולסי לייזר מרובים ולאגור ולעבד אותות הד, תוך דיכוי יעיל של רעש והפרעות, שיפור משמעותי של יחס אות לרעש והשגת מדידה מדויקת של מרחק המטרה. אפילו בסביבות מורכבות או לנוכח שינויים קלים, שיטות טווח מפולח עדיין יכולות להבטיח את הדיוק והיציבות של תוצאות המדידה, ולהפוך לאמצעי טכני חשוב לשיפור דיוק המדידה.

* ערכת סף כפולה מפצה על דיוק טווח: כיול כפול, דיוק מעבר לגבול

ליבת תוכנית הסף הכפול טמונה במנגנון הכיול הכפול שלה. המערכת קובעת תחילה שני ספי אות שונים כדי ללכוד שתי נקודות זמן קריטיות של אות ההד של המטרה. שתי נקודות זמן אלו שונות במקצת עקב ספים שונים, אך הבדל זה הוא שהופך למפתח לפיצוי שגיאות. באמצעות מדידה וחישוב זמן מדויקים, המערכת יכולה לחשב במדויק את הפרש הזמן בין שתי נקודות זמן אלו, ולכייל את תוצאות המדידה המקוריות בהתאם, ובכך לשפר משמעותית את דיוק המדידה.

איור 3 תרשים סכמטי של דיוק טווח פיצוי על ידי אלגוריתם סף כפול

* עיצוב צריכת חשמל נמוכה: יעילות גבוהה, חיסכון באנרגיה, ביצועים אופטימליים

באמצעות אופטימיזציה מעמיקה של מודולי מעגלים כגון לוח הבקרה הראשי ולוח הדרייבר, אימצנו שבבים מתקדמים בעלי צריכת חשמל נמוכה ואסטרטגיות ניהול צריכת חשמל יעילות כדי להבטיח שבמצב המתנה, צריכת החשמל של המערכת נשלטת בקפדנות מתחת ל-0.24W, שהיא הפחתה משמעותית בהשוואה לעיצובים מסורתיים. בתדר טווח של 1Hz, צריכת החשמל הכוללת נשמרת גם היא בטווח של 0.76W, מה שמדגים יעילות אנרגטית מצוינת. במצב עבודה שיא, למרות שצריכת החשמל תגדל, היא עדיין נשלטת ביעילות בטווח של 3W, מה שמבטיח פעולה יציבה של הציוד תחת דרישות ביצועים גבוהות תוך התחשבות ביעדי חיסכון באנרגיה.

* יכולת עבודה קיצונית: פיזור חום מעולה, המבטיח פעולה יציבה ויעילה

על מנת להתמודד עם אתגר הטמפרטורה הגבוהה, מד טווח הלייזר LSP-LRS-0310F-04 מאמץ מערכת פיזור חום מתקדמת. על ידי אופטימיזציה של נתיב הולכת החום הפנימי, הגדלת שטח פיזור החום ושימוש בחומרי פיזור חום יעילים במיוחד, המוצר יכול לפזר במהירות את החום הפנימי שנוצר, ובכך להבטיח שרכיבי הליבה יוכלו לשמור על טמפרטורת פעולה מתאימה תחת פעולה בעומס גבוה לטווח ארוך. יכולת פיזור חום מצוינת זו לא רק מאריכה את חיי המוצר, אלא גם מבטיחה את היציבות והעקביות של ביצועי המדידה.

* ניידות ועמידות: עיצוב מיניאטורי, ביצועים מצוינים מובטחים

מד טווח הלייזר LSP-LRS-0310F-04 מאופיין בגודלו הקטן והמדהים (רק 33 גרם) ובמשקלו הקל, תוך התחשבות באיכות מעולה של ביצועים יציבים, עמידות גבוהה בפני פגיעות ובטיחות עיניים ברמה ראשונה, ומראה איזון מושלם בין ניידות ועמידות. עיצוב המוצר משקף באופן מלא את ההבנה העמוקה של צרכי המשתמש ואת רמת השילוב הגבוהה של חדשנות טכנולוגית, והפך למוקד תשומת הלב בשוק.

04 תרחיש יישום

הוא משמש בתחומים מיוחדים רבים כגון כיוון וטוווח, מיקום פוטואלקטרי, רחפנים, כלי רכב בלתי מאוישים, רובוטיקה, מערכות תחבורה חכמות, ייצור חכם, לוגיסטיקה חכמה, ייצור בטוח ואבטחה חכמה.

05 אינדיקטורים טכניים עיקריים

הפרמטרים הבסיסיים הם כדלקמן:

מידות מראה המוצר:

איור 4 מידות מוצר מד טווח לייזר LSP-LRS-0310 F-04

06 הנחיות

* הלייזר הנפלט ממודול טווח זה הוא 1535 ננומטר, שהוא בטוח לעיניים אנושיות. למרות שזהו אורך גל בטוח לעיניים אנושיות, מומלץ לא להסתכל ישירות על הלייזר;

* בעת כוונון המקבילות של שלושת הצירים האופטיים, יש לוודא שחוסמים את עדשת הקליטה, אחרת הגלאי יינזק לצמיתות עקב הד מוגזם;

מודול מדידה זה אינו אטום לאטום. יש לוודא שהלחות היחסית של הסביבה נמוכה מ-80% ולשמור על הסביבה נקייה כדי למנוע נזק ללייזר.

* טווח מודול המדידה קשור לנראות האטמוספירית ולאופי המטרה. הטווח יקטן בתנאי ערפל, גשם וסופת חול. מטרות כמו עלים ירוקים, קירות לבנים ואבן גיר חשופה בעלות יכולת החזרה טובה ויכולות להגדיל את הטווח. בנוסף, כאשר זווית הנטייה של המטרה לקרן הלייזר עולה, הטווח יקטן;

* אסור בהחלט לירות לייזר לעבר מטרות מחזירות אור חזקות כגון זכוכית וקירות לבנים בטווח של 5 מטרים, על מנת למנוע הדהוד חזק מדי ולגרום נזק לגלאי APD;

* אסור בהחלט לחבר או לנתק את הכבל כאשר החשמל פועל;

* ודא שקוטביות החשמל מחוברת כהלכה, אחרת הדבר יגרום נזק בלתי הפיך למכשיר.