激光测距仪是一种精密的电子测量工具,它利用激光作为载波来测量从测距仪到目标物体之间的直线距离。这种设备因其高精度、快速响应和非接触测量的特点,在多个领域中有着广泛的应用,如建筑、装修、林业、地形测量、军事侦察、航空航天等。
激光测距仪的定义
激光测距仪是一种基于光学原理,利用激光技术对目标进行精准距离测量的仪器。它通过发射激光束至目标表面,并接收其反射回来的信号,根据光的传播速度及信号往返的时间差来计算目标与测距仪之间的距离。
激光测距仪的工作原理
激光测距仪的工作原理基于光速恒定和时间测量两个基本点。
主要分为以下步骤:
发射激光:测距仪内部的激光发射器向目标发射一个短暂的激光脉冲或调制的连续激光束。
接收反射光:当激光击中目标后,一部分激光会被反射回来,由测距仪中的光电探测器接收。
时间测量:关键在于精确测量激光从发射到接收的总时间t。对于脉冲式激光测距仪,通过测量激光脉冲的往返时间;而对于相位式激光测距仪,则是通过测量调制光波的相移来间接获得距离信息。
距离计算:根据光速c(大约为 3×10⁸米/秒)和时间t,计算出光行走的总距离,即d=c×t/2,因为这是来回的总距离,所以要除以2来得到单向距离。
激光测距仪根据不同的工作原理和技术,可以分为几种类型:
脉冲式激光测距仪:适用于远距离测量,通过直接测量光脉冲往返时间来确定距离。
相位式激光测距仪:适合短距离高精度测量,通过分析发射与接收信号之间的相位差来计算距离。
三角法激光测距仪:利用三角几何原理,通过测量激光在目标上的偏移角度来确定距离。
激光回波法:一种特殊的技术,适用于特定环境下的远距离测量。
激光测距仪检测项目分为两个测试方向:
第一个方向是激光测距仪性能测试;另一个方向是激光测距仪安全等级测试。
激光测距仪性能测试参数如下:
序号 | 参数 |
1 | 波长 |
2 | 输出功率 |
3 | 功率不稳定度 |
4 | 束散角 |
5 | 出口光束直径、束宽 |
6 | 光束质量因子 束腰直径、宽度 |
7 | 光束指向不稳定度 |
8 | 偏振度 |
9 | 阈值 |
10 | 电光转换效率 |
11 | 脉冲宽度 (准连续型和脉冲型) |
12 | 脉冲重复频率 (准连续型和脉冲型) |
13 | 输出能量 (准连续型和脉冲型) |
14 | 输出能量不稳定度 (准连续型和脉冲型) |
15 | 平均功率 (准连续型和脉冲型) |
激光测距仪激光安全等级测试:
激光测距仪激光安全等级测试是一项关于激光安全的通用型安全标准,目前该标准属于强制性标准,无论是在国内还是出口国外都必须要进行激光安全等级标准检测和认证。
地区 | 标准 | 要求 |
国内 | GB 7247.1 | 所有激光产品必须强制符合GB7247.1的激光辐射安全要求,符合激光的等级分类、标志、警告和使用指导。检测必须由资质 认定的检测机构进行。
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国际 | IEC 60825-1 | 所有激光产品必须强制符合IEC60825-1的激光辐射安全要求,符合激光的等级分类、标志、警告和使用指导。检测必须由中 国认可、国际互认的检测机构进行。
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美国 | FDA21CFR 1040.10 | 所有激光产品必须强制符合21CFR1040.10的激光辐射安全要求,符合激光的等级分类、标志、警告和使用指导。检测必须由中国认可、国际互认的检测机构进行。
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目前激光安全等级测试国内标准为:GB 7247.1
国际标准为:IEC 60825-1
美国FDA标准为:FDA 21CFR 1040.10标准。
国内和国际地区激光安全等级测试标准的具体分类如下:
分类 | 描述 |
1类激光
| 风险较低,并且在合理可预见的使用下是安全的,包括使用光学仪器进行光束内观察。
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1M类激光 | 波长在302.5nm到4000nm之间,除非与光学辅助设备(例如双筒望远镜)一起使用,否则是安全的。
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2类激光 | 波长在400nm到700nm之间,不允许可接触辐射超过2类AEL辐射水平的激光。该波长范围之外的任何发射都必须低于1类AEL。 |
2M类激光
| 波长在400nm到700nm之间,用光学仪器观察时具有潜在危险。该波长范围之外的任何辐射都必须低于1M类AEL。
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3R类激光 | 波长范围在302.5nm和106nm之间,具有潜在危险,但风险低于3B类的激光。对于400nm和700nm之间的波长,可达 辐射限值在2类AEL的5倍以内,对于该区域以外的波长,在1类AEL的5倍以内。
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3B类激光
| 直接观察光束条件下通常是危险的,但在观察漫反射时通常是安全的。
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4类激光
| 在光束内和漫反射观察条件下都是危险的。可能导致皮肤受伤,并且是潜在的火灾隐患。 |
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