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红外线测距电路(红外线测距离原理)

来源:www.haichao.net  时间:2022-12-23 19:20   点击:297  编辑:admin   手机版

1. 红外线测距离原理

光电测距仪的种类比较多,如按载波来分,采用可见光或红外光作为载波的称为光电测距,采用微波段的无线电波作为载波的称为微波测距。光电测距仪是通过测量光波在待测距离上往、返一次所经过的时间t,间接地确定两点间距离D的一种仪器。测定两点间的距离时,在A点安置光电测距仪,在B安置反光棱镜,仪器发出的光束由A到达B,经反光棱镜反射后又返回到仪器一设光速。为已知,如果再知道光束在待测距离刀上往、返传播的时间f,则距离D就可由下式求得;

  D=t2d?c/2这就是光电测距仪工作的基本原理,也即红外测距仪测距原理。

2. 红外测距的原理

  红外测距仪可以分为两类,主要有:手持激光红外线测距仪及望远镜式激光红外线测距仪。

  手持激光红外线测距仪

  测量距离一般在200米内,精度在2mm左右。这是目前使用范围最广的激光红外线测距仪。在功能上除能测量距离外,一般还能计算测量物体的体积。

  望远镜式激光红外线测距仪

  测量距离一般在600-3000米左右,这类红外线测距仪测量距离比较远,但精度相对较低,精度一般在1米左右。主要应用范围为野外长距离测量。

  望远镜激光红外线测距仪,为远距离激光红外线测距仪,目前在户外使用相当广泛,望远镜激光红外线测距仪测量精准,反应速度快捷。

  红外测距仪的优缺点

  前面我们介绍了红外线测距仪的特点,那么红外线又有什么有缺点呢?有对比才有伤害,对比超声波测距仪器,我们来看看红外线测距仪有哪些优缺点。

  一是,红外测距有源主动红外测距主动照射并利用目标反射红外源的红外光来实施测距。如主动红外夜视技术是通过观察的夜视技术,对应装备为主动红外夜视仪。被动红外夜视技术是借助于目标自身发射的红外辐射来实现观察的红外技术,它根据目标与背景或目标各部分之间的温差或热辐射差来发现目标。其装备为热像仪。热成像仪具有不同于其它夜视仪的独特优点,如可在雾、雨、雪的天气下工作,作用距离远,能识别伪装和抗干扰等,已成国外夜视装备的发展重点,并将在一定成度上取代微光夜视仪。但其成本也非常高。

  二是,红外测距速度快因为红外测距的原理是,一个红外LED发光,然后另外一个红外接收管测红外光的强度!太阳光一来光线强度直接就最大了,然后有障碍物之后光强才会变低。在室内光线强度和距离成正比,在室外有点成反比,所以程序就跑不对了。

  三是,红外线测距仪的缺点是不同的面返回的光线强度不一样,黑色返回的数据要比白色底许多,所以光线强度和距离不一定完全成正比,材料一换,对应的关系也就换了。

  红外测距仪应用

  红外线测距仪广泛用于地形测量,战场测量,坦克,飞机,舰艇和火炮对目标的测距,测量云层、飞机、导弹以及人造卫星的高度等。它是提高高坦克、飞机、舰艇和火炮精度的重要技术装备。由于激光红外线测距仪价格不断下调,工业上也逐渐开始使用激光红外线测距仪,可以广泛应用于工业测控、矿山、港口等领域。

3. 红外线测距离原理视频

常用的测距方法有:红外线、超声波测距、毫米波雷达测距、激光测距、视频系统测距,相对于其他几种测距方法,毫米波雷达恶劣天气适应性相对较强。

毫米波雷达工作在毫米波段。通常毫米波是指30~300GHz频段(波长为1~10mm)。毫米波的波长介于厘米波和光波之间,因此毫米波兼有微波制导和光电制导的优点。同厘米波导引头相比,毫米波导引头具有体积小、质量轻和空间分辨率高的特点。与红外、激光、电视等光学导引头相比,毫米波导引头穿透雾、烟、灰尘的能力强,具有全天候(大雨天除外)全天时的特点。

毫米波和大多数微波雷达一样,有波束的概念,也就是发射出去的电磁波是一个锥状的波束,而不像激光是一条线。这是因为这个波段的天线,主要以电磁辐射,而不是光粒子发射为主要方法。这一点,雷达和超声是一样,这个波束的方式,导致它优缺点。优点,可靠,因为反射面大,缺点,就是分辨力不高。 毫米波雷达可以对目标进行有无检测、测距、测速以及方位测量。

判断有没有目标很简单,判断回波有没有就行了。测距也简单,都是基于TOF原理,但是我们说电磁波的传播速度是光速,所以这个带来了一定的挑战。毫米波雷达作用距离都不太远,比如我们说汽车或者无人机,那么探测距离就很近,回波和发射波间隔就非常短,所以一般并不太适合使用简单的发射脉冲方式,所以现在主要是用FMCW方式较多。

毫米波雷达测速和普通雷达一样,有两种方式,一个基于dopler原理,就是当发射的电磁波和被探测目标有相对移动、回波的频率会和发射波的频率不同。通过检测这个频率差可以测得目标相对于雷达的移动速度。但是这种方法无法探测切向速度,第二种方法就是通过跟踪位置,进行微分得到速度。

最后一个,是毫米波雷达的侧向,雷达对目标方位的探测主要基于一种方法,就是使用较窄的波束。因为当目标出现在波束里,我们一般没有办法判断目标具体在这个波束内部的那个方向,所以我们必须把波束做窄,当然能和激光一样最好,但是这个很难。那么把波束做窄,有几种方法,一种使用有向天线,比如喇叭天线或者透镜天线。还有一种方法,就是使用多根天线+阵列信号处理的方法。对于毫米波来讲,由于波长很短,所以我们做很多根天线的代价就很小(这个代价指价格、尺寸),所以毫米波雷达大量使用阵列天线的方式来构成窄波束,能多窄呢?比如3度,5度这样,是汽车常用的。当然这个和激光还不能比,但是已经很好了。

民用毫米波雷达首先应用的方向是汽车应用,大约199X年的时候,毫米波雷达就被用于汽车的ACC功能(自适应巡航)了,也就是在高速上跟着前车跑,他慢你慢,他快你快,保持一定距离。这依赖于毫米波长达200米以上的距离探测功能,其它手段是很难做到的。到后来,又陆续发展为防撞、盲区探测等其它功能,但是这个技术一直很贵,并且对国内封闭,直到2012年,出现了芯片级别的毫米波射频芯片,这个技术的门槛一下降低了,所有应用打开了一个窗口。

4. 红外线测距 原理

一般的红外线测距仪 对于易反射的 透明的 折射的物品 强光影响都很大, 我自己买了一个昕锐测距仪 测试过,碰到玻璃 水、就影响比较大,因为他的原理就是 通过红外线激光 打到一个物品上,通过反光点来计算数据。 当然如果您选择哪种内置的红外线 测距望远镜是没有什么影响的 影响大的就是他的做工 固件了

5. 红外测距的基本原理

先将红外测距仪放在面前,用右手按住机器上的红色三角键锁定要测距的目标,然后再按一下就可以对自身与目标之间的精准距离进行测量了,测试仪上的显示屏也就会显示出测试距离的数值。

使用说明:

1、安置仪器

  先将经纬仪安置在测站上,对中整平。然后将测距仪主机安置在经纬仪支架上,将电池插人主机下方的电池盒座内。在目标点安置反射棱镜,对中整乎,然后将棱镜对准主机方向。

  2、观测竖直角和气象元素

  用经纬仪望远镜照准棱镜觇板中心,使竖盘指标水准管气泡居中(如有竖盘指标自动补偿装置则无此操作),读取并记录竖盘读数,计算竖直角。然后读取温度计和气压计的读数。

  3、确定测温范围

  测温范围是测温仪最重要的一个性能指标。每种型号的测温仪都有自己特定的测温范围。因此,用户的被测温度范围一定要考虑准确、周全,既不要过窄,也不要过宽。根据黑体辐射定律,在光谱的短波段由温度引起的辐射能量的变化将超过由发射率误差所引起的辐射能量的变化。

  4、确定目标尺寸

  红外测温仪根据原理可分为单色测温仪和双色测温仪(辐射比色测温仪)。对于单色测温仪,在进行测温时,被测目标面积应充满测温仪视场。建议被测目标尺寸超过视场大小的50%为好。

6. 红外线测距原理图

激光尺单位调回m的方法:长按机器上的U键即可切换激光尺单位。激光尺利用红外线测距或激光测距的原理,测距原理基本可以归结为测量光往返目标所需要时间,然后通过光速c =299792458m/s 和大气折射系数n 计算出距离D。激光尺在工作时向目标射出一束很细的激光,由光电元件接收目标反射的激光束,计时器测定激光束从发射到接收的时间,计算出从观测者到目标的距离

7. 红外线测距离原理是什么

  20世纪40年代研制成功的主动式红外夜视仪是夜视器材的鼻祖,它的出现使人类第一次看到黑暗中的目标。主动式红外夜视仪成像清晰,对比度好,但由于需要红外光源照射,存在着能耗大,易暴露的缺点。  1962年,美国人研制成功像增强器,使得夜视器材的发展产生了一个飞跃。  我们平时所谓的黑夜,很少是绝对黑暗的,因为自然界总是存在着微弱的光线,例如星月光,大气的辉光和黄道光。即使肉眼不容易察觉的星星,对地面的照度仍然可以达到2x10负4次方勒克司。能够利用如此微弱的光线进行观测,是因为两个技术上的重大突破。  首先,研制成功了灵敏度极高的光电阴极,既S-20多碱光电阴极。比以前的光电阴极灵敏度提高了一个数量级,使得夜视仪的光电增益大大提高。  另一个突破是采用了光学纤维面板。既一种由大量光导纤维组成的薄板阵列,每根纤维传导一个像素减少了光的散射,传导效果好,由于可以将纤维的末端排列成曲面,天然的避免了像差,大大提高了成像质量。  将多个上述结构的像增强管串联起来,将光线逐级放大,使得极其微弱光线下的图象放大到了人眼可以清晰观看的程度,便实现了无须红外照明的微光观测。  越南战争时期,美国将利用级联像增强技术投入实战应用,研制成功了第一带微光夜视仪,主要有AN/PVS-2星光镜,AN/TVS-2班组武器瞄准镜和AN/TVS-4微光观察镜。  微光夜视仪的工作原理可以归纳为:目标反射的微弱光线经物镜会聚后在像增强器的阴极面上成像,逐级放大并将红外光转变为可见光,在最后一级的荧光屏上形成有足够亮度和清晰度的图象,供使用者观察.

8. 红外线测距离原理图解

红外定位主要有两种具体实现方法,一种是将定位对象附上一个会发射红外线的电子标签,通过室内安放的多个红外传感器测量信号源的距离或角度,从而计算出对象所在的位置。

这种方法在空旷的室内容易实现较高精度,可实现对红外辐射源的被动定位,但红外很容易被障碍物遮挡,传输距离也不长,因此需要大量密集部署传感器,造成较高的硬件和施工成本。此外红外易受热源、灯光等干扰,造成定位精度和准确度下降。

另一种红外定位的方法是红外织网,即通过多对发射器和接收器织成的红外线网覆盖待测空间,直接对运动目标进行定位。

这种方式的优势在于不需要定位对象携带任何终端或标签,隐蔽性强,常用于安防领域。

劣势在于要实现精度较高的定位需要部署大量红外接收和发射器,成本非常高,因此只有高等级的安防才会采用此技术。

9. 红外线怎么测距离工作原理

 红外线报警器可以检测到人体发出的红外线,它是通过红外传感器,信号放大电路,延迟电路,电压比较器和报警指示电路组成。当人员进入警报监视区域时,可以发出警报信号,它适用的范围有:家居、办公区域、仓库管理和实验室等等重要场合。

  一、红外线报警器的原理

  1、红外线报警器它有两种类型:主动和被动。

  主动:红外线报警器是通过设备主动发出的红外线,当有障碍物触碰了红外线后,它将反弹回警报的探针设备接收。探头如果检测到红外光线是静止的,那么说明,它是连续发出红线并且连续反弹,则该报警器将不会发出警报。当移动的物体穿过此不可见的红线时,探头将检测到异常则发出警报。

  被动:热释电红外线传感器的主要构成是钽酸锂,硫酸三甘氨酸酯和锆钛酸铅。它位于钛酸钡的压电晶体上,上下表面均带有电极,表面上有黑色薄膜。当间歇地照射红外线时,表面温度升高,导致晶体内部原子的排列发生变化,从而导致自发极化电荷。

  这种现象称为热电效应,是一种热电效应。由热电效应产生的表面电荷是暂时的,并且一旦出现,就会被空气中的离子迅速中和。

  因此,在制造具有热电效应的红外传感器时,大多数传感器在其组件之前都配备有机械周期性的遮光装置,因此自发极化的电荷会周期性地出现。

  因为热释电传感器的输出阻抗性是非常大的,并且输出的电压信号非常的微弱,所以在传感器内部添加了场效应管和薄膜电阻器Rg来改变其阻抗。Rs是负载电阻。一些热释电传感器没有Rs,需要从外部连接。为了实现不同的检测目的,在红外窗口中提供了一个滤光器,以滤除不必要的光谱。

  2、作为用于人体检测的热释电红外传感器,它主要由双重元素组成。对偶元素的特征之一是,当人发出的信号依次击中两个元素时,这两个元素的输出会比一个元素的输出翻倍,因为这两个元素是串联连接的。同时,同时输入的信号会互相抵消,例如由太阳光中的红外线干扰和环境温度变化引起的误差。热释电红外传感器的应用电路,可防止外界入侵。假如,有人潜入要保护的视野范围时,传感器就会产生一个交流感应电压,频率与人体的速度有关,通常为5到6Hz。它可以控制10-12m的移动人体,视野约为70度。

  3、红外报警器是使用红外传感器检测异物的存在。当有物体移动的痕迹时,红外警报器会立即发出警报。红外报警器是相对高科技的产品。许多用于存放贵重物品的地方将配备这种红外警报器。有了这个红外线警报器,每个人都会更加放松。

  二、红外报警功能

  1、红外警报器具有100个独立的无线防御区域,可以分别分布。方便实用;

  2、红外报警探测器可以与主机无线匹配。学习编码使系统扩展更容易,更快。

  3、可以自由选择红外报警器的报警声音和音量,以增强防御系统的警觉性;

  4、主机具有设定开关时间,提示启动和关闭状态的功能。

  5、可以显示报警信息,方便提醒防御人员报警的具体位置和时间;

  6、可查询报警记录并具有存储功能;

  7、具有内置的备用电源,以防止在断电后继续执行防御功能;

  8、报警时可自动拨打电话,实现紧急报警电话功能。

  三、红外报警器的应用领域

  1、家庭:它特别适合不太富裕的受欢迎家庭,有年纪较大的孩子或可能需要紧急帮助的患者,并且家庭中的某些成员需要安静并且不能打开大分贝警报器的声音;

  2、防御区不明显的小区域商业场所的防御预防措施;

  3、特别适合顽皮的孩子在家中随意按键盘的场合。机器面板上没有按钮,以防止孩子好奇地按下,从而导致错误的退出,错误的部署,错误的警报,错误的设置等;

  4、对主机的功能要求不是特别高,但是要求有效、稳定地接收重要附件的警报;

  5、办公场所,旅馆,饭店等。

  四、红外报警器的选择方法

  1、红外入侵警报严重受雾影响。在户外使用时,应选择具有自动增益功能的设备(这种设备的灵敏度会在气候变化时自动调整);另外,将所选设备的检测距离设置在实际警告距离A余量的20%以上,以减少由气候变化引起的误报。

  2、尽可能的选择在户外使用双光束或三光束红外入侵报警器,以减少由于飞鸟和落叶等引起的误报。

  3、红外入侵报警器所使用的红外LED的波长分别约为0.85μm和0.95μm。前者是由红色曝光引起的,其隐蔽性不如后者。

  4、红外入侵检测仪不应在有雾的地区和环境肮脏多风的区域中使用。

  5、在开放区域或墙壁和屋顶上使用红外入侵报警器时,应选择具有防雷功能的设备。

  6、当有折叠墙且距离较近时,可以使用反射装置减少警报数量。

  7、室外红外入侵报警器的光束距离应大于制造商规定的检测距离的6倍。

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