چگونگی کارکرد متر لیزری

مترهای لیزری بسیار دقیق و استفاده از آنها بسیار ساده است. این دستگاه با استفاده از زمان رفت و برگشت یک پالس لیزر ( فرستاده شده توسط دستگاه ) به هدف، طول را محاسبه میکند. این قانون به نام “زمان پرواز” شناخته میشود.
روش عمل:
متر لیزری یک پالس لیزر را به سمت هدف میتاباند. پالس به هدف اصابت و به دستگاه بازمیگردد. زمان پرواز یا زمان رفت و برگشت این پالس برپایه این اصل که سرعت نور در زمین تقریبا مقدار ثابتی میباشد، مبنای اندازه گیری است. در درون دستگاه کامپیوتر کوچکی فاصله را بر مبنای زمان پرواز و سرعت نور محاسبه میکند. این روش محاسبه میتواند فاصله زمین تا ماه را با خطای چند سانتیمتر محاسبه کند.
– محاسبه فاصله:
فاصله بین متر لیزری و و هدف با فرمول D=ct/2 محاسبه میشود. که در آن t زمان پرواز و c سرعت نور است. با توجه به سرعت بالای نور و در نتیجه پالس فرستاده شده توسط دستگاه، دقت اندازه گیری بسیار بالاست.
چرا لیزر؟
نور لیزر طیفی بسیار متمرکز، شدید و معمولا تک فرکانس است. این نور برای اندازه گیری بسیار با دفت عمل میکند چون با سرعت بسیار ثابتی حرکت در اتمسفر حرکت میکنند. همچنین مدت زمان بیشتری طول میکشد تا این نور منشعب ضعیف شود که باعث افزایش دقت اندازه گیری میشود.
همچنین نور لیزر دیرتر از نور سفید پراکنده میشود، به همین دلیل میتواند به فاصله دورتری تابانده و گرفته شود. در مقایسه با نور سفید، نور لیزر تا مسافت بیشتری شدت خود را حفظ میکند، که برای اندازه گیری فاصله ها بسیار مهم است.
ملاحظات:
دقت مترهای لیزری به پالس برگشتی به دستگاه بستگی دارد. با وجود اینکه بین های لیزر (که وظیفه تاباندن نور لیزر را بر عهده دارند) بسیار باریک و انرژی بالایی دارند، اما همچنان تحت تاثیر افکت های جوی که باعث پراکندگی و ضعف نور میشوند هستند. این تاثیرات جوی باعث میشود که اندازه گیری فاصله در یک محدوده سبز یا فواصل بیش از یک کیلومتر با دقت کمتری انجام شود.
همچنین اجسام مختلف نور را را با شدت متغیری منعکس میکنند. موادی که تمایل به جذب یا پراکنده کردن نور دارند، احتمال برگشت نور به دستگاه فرستنده را کاهش میدهند. در این صورت باید از دستگاهی با امکان “جابجایی فاز” استفاده کرد.
دریافت نور
برای اطمینان از عملکرد، مترسنج های لیزری روشی برای حداقل کردن نور پس زمینه استفاده میکنند. نور زیاد در پس زمینه باعث تداخل با اندازه گیری میشود، این مشکل به علت اشتباه درتشخیص نور ساطع شده و نور پس زمینه بوجود می آید که باعث خطا در اندازه گیری میشود. بعنوان مثال، یک متر سنج لیزری که برای استفاده در شرایط جوی فطبی؛ که نور پس زمینه قوی ای وجود دارد؛ طراحی شده است، مجموعه ای از روش های:
فیلترهای پهنای باند باریک، فرکانس های پرتو تقسیم و یک عنبیه بسیار کوچک برای جلوگیری ار تداخل نور پس زمینه استفاده میکند.
کاربرد:
کاربردهای متر لیزری شامل طیف گسترده ای مانند نقشه برداری تا ورزش میشود. این مترها حتی میتوانند برای کاربرهای پیشرفته ای مانند تهیه نقشه های کف اقیانوس یا نقشه ای توپوگرافی مورد استفاده قرار گیرند. همچنین در ارتش برای اندازه گیری فاصله جنگ افزار تا هدف و پروژه های اکتشافی استفاده میشود. مهندسان و طراحان برای ساخت مدل های سه بعدی نیاز به اندازه گیری دقیق دارند. حتی شکارچیان، بازیکنان گلف هم میتوانند از این ابزار استفاده کنند.