 |
Импульсный лазерный дальномер это устройство, состоящее из импульсного лазера и детектора излучения (фотоприемника).
|
|
|
|
Измеряя время, которое затрачивает луч на путь до отражателя и обратно, а также зная значение скорости света, можно рассчитать расстояние между лазером и отражающим объектом.
При импульсном методе дальнометрирования используется следующее соотношение:
где 
— расстояние до объекта, 
— скорость света в вакууме, 
— показатель преломления среды, в которой распространяется излучение, 
— время прохождения импульса до цели и обратно.
Типовая форма зондирующего импульса при импульсном методе
Каждый импульс – это однократное измерение расстояния, но поскольку каждую секунду могут быть посланы тысячи таких импульсов, то с помощью усреднения результатов достаточно быстро достигается высокая точность измерений.
Осреднение импульсов
В ходе измерения делается около 20000 лазерных импульсов в секунду. Затем они усредняются для получения более точного значения расстояния. Обычные импульсные дальномеры имеют несколько худшую точность, чем фазовые дальномеры (до 10 мм).
Фазовый лазерный дальномер - это дальномер, принцип действия которого основан на методе сравнения фаз отправленного и отражённого сигналов.
Принцип действия состоит в определении количества целых длин волн между локатором и объектом и разности фаз излученной и принятой волны модулирующего колебания.
Ширина полосы модуляции до 10 ГГц при использовании современных лазерных диодов (semiconductor laser diodes). Отметим, что в этом случае зондирующее излучение должно быть непрерывным, что в общем случае значительно повышает требования по выходной мощности излучающего лазера по сравнению с импульсным методом.
Для того, чтобы определить расстояние между источником и объектом, необходимо:
|
|
|
1. Определить целое количество длин волн модуляции K, приходящихся на это расстояние.
2. Определить разность фаз 
между принятой и опорной волной и тем самым оценить дополнительное расстояние, соответствующее «последней» неполной волне.
Если значения K и удалось определить, то искомое расстояние определяется по формуле:
где 
- длина волны модуляции.
Лазерная система швартовки крупнотоннажных судов состоит из следующих элементов:
· лазерных сенсоров
· метеостанции, включающей датчики скорости и направления ветра и датчик высоты волны
· цифрового информационного табло
· центра управления (ЦУ), включающего компьютер ЦУ с программным обеспечением, принтер, источник бесперебойного питания
· канала связи, включающего мультиплексоры и оптоволоконную кабельную линию
Сбор данных
Сбор данных от датчиков системы и формирование группового сигнала осуществляется через мультиплексор. Волоконнооптический кабель обеспечивает соединение мультиплексора на причале и в центре управления. Отображение положения крупнотоннажных судов происходит на рабочем дисплее центра управления. Программное Обеспечение (ПО) состоит из электронной карты и базы данных.
Данные по судам автоматически сохраняются на жестком диске компьютера ЦУ с возможностью просмотра процесса швартовки и вывода на печать. ПО должно иметь модуль тестирования всей системы, включая компьютер ЦУ, датчики, табло. ПО производит расчет положения судов, скорости и направления ветра, волнения моря, температуры воздуха.
Состав базы данных
БД содержит следующие данные:
- название судна
- судовладелец
- время начала/конца постановки к причалу
- предупреждения в процессе постановки к причалу
- данные по стоянке судна (мониторинг состояния судна)
Отображение информации
Информация с компьютера ЦУ (дальность до судна, скорость сближения по корме и носу) отображается на табло. Табло соединено кабелем с мультиплексором. Информация на табло читаема с расстояния 200 м в дневное и ночное время при нормальной видимости. Табло выполнено для условий взрывоопасной зоны.
|
|
|
Лекция заканчивается формулировкой кратких выводов по рассматриваемому материалу, изложением рекомендаций для самостоятельной работы и ответами преподавателя на вопросы студентов.
Разработал профессор кафедры СБС
д.т.н _________________
Лекция одобрена и утверждена на заседании кафедры СБС протокол №_____ от ___ ___________ 20 г.
|
|
|
12 |
