लेजर दूरी माप मॉड्यूल का बीम विचलन और माप प्रदर्शन पर इसका प्रभाव

लेजर डिस्टेंस माप मॉड्यूल उच्च परिशुद्धता वाले उपकरण हैं जो स्वायत्त ड्राइविंग, ड्रोन, औद्योगिक स्वचालन और रोबोटिक्स जैसे क्षेत्रों में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं। इन मॉड्यूल के कार्य सिद्धांत में आमतौर पर एक लेजर बीम का उत्सर्जन करना और परावर्तित प्रकाश प्राप्त करके ऑब्जेक्ट और सेंसर के बीच की दूरी को मापना शामिल है। लेजर डिस्टेंस माप मॉड्यूल के विभिन्न प्रदर्शन मापदंडों में, बीम विचलन एक महत्वपूर्ण कारक है जो सीधे माप सटीकता, माप सीमा और आवेदन परिदृश्यों की पसंद को प्रभावित करता है।

1। बीम विचलन की बुनियादी अवधारणा

बीम डाइवर्जेंस उस कोण को संदर्भित करता है जिस पर लेजर बीम क्रॉस-अनुभागीय आकार में बढ़ता है क्योंकि यह लेजर एमिटर से दूर यात्रा करता है। सरल शब्दों में, बीम विचलन जितना छोटा होता है, उतना ही अधिक केंद्रित लेजर बीम प्रसार के दौरान रहता है; इसके विपरीत, बड़ा बीम विचलन, व्यापक बीम फैलता है। व्यावहारिक अनुप्रयोगों में, बीम विचलन आमतौर पर कोणों (डिग्री या मिलिरडियन) में व्यक्त किया जाता है।

लेजर बीम का विचलन यह निर्धारित करता है कि यह किसी दिए गए दूरी पर कितना फैलता है, जो बदले में लक्ष्य ऑब्जेक्ट पर स्पॉट आकार को प्रभावित करता है। यदि विचलन बहुत बड़ा है, तो बीम लंबी दूरी पर एक बड़े क्षेत्र को कवर करेगा, जो माप सटीकता को कम कर सकता है। दूसरी ओर, यदि विचलन बहुत छोटा है, तो बीम लंबी दूरी पर बहुत अधिक ध्यान केंद्रित कर सकता है, जिससे ठीक से प्रतिबिंबित करना मुश्किल हो सकता है या यहां तक ​​कि प्रतिबिंबित संकेत की प्राप्ति को रोकना भी। इसलिए, एक उपयुक्त बीम विचलन का चयन करना एक लेजर दूरी माप मॉड्यूल की सटीकता और अनुप्रयोग सीमा के लिए महत्वपूर्ण है।

2। लेजर दूरी माप मॉड्यूल प्रदर्शन पर बीम विचलन का प्रभाव

बीम विचलन सीधे लेजर दूरी मॉड्यूल की माप सटीकता को प्रभावित करता है। एक बड़ा बीम विचलन एक बड़ा स्पॉट आकार में होता है, जिससे बिखरे हुए परिलक्षित प्रकाश और गलत माप हो सकते हैं। लंबी दूरी पर, एक बड़ा स्पॉट आकार परावर्तित प्रकाश को कमजोर कर सकता है, जो सेंसर द्वारा प्राप्त सिग्नल की गुणवत्ता को प्रभावित करता है, इस प्रकार माप त्रुटियों को बढ़ाता है। इसके विपरीत, एक छोटा बीम विचलन लेजर बीम को लंबी दूरी पर केंद्रित रखता है, जिसके परिणामस्वरूप एक छोटे स्थान का आकार होता है और इस प्रकार उच्च माप सटीकता होती है। उच्च परिशुद्धता की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए, जैसे कि लेजर स्कैनिंग और सटीक स्थानीयकरण, एक छोटा बीम विचलन आम तौर पर पसंदीदा विकल्प है।

बीम विचलन भी माप सीमा से निकटता से संबंधित है। बड़े बीम विचलन के साथ लेजर दूरी मॉड्यूल के लिए, लेजर बीम लंबी दूरी पर जल्दी से फैल जाएगा, परावर्तित संकेत को कमजोर करेगा और अंततः प्रभावी माप सीमा को सीमित करेगा। इसके अतिरिक्त, एक बड़ा स्पॉट आकार कई दिशाओं से आने के लिए प्रतिबिंबित प्रकाश का कारण बन सकता है, जिससे सेंसर के लिए लक्ष्य से सिग्नल को सटीक रूप से प्राप्त करना मुश्किल हो जाता है, जो बदले में माप परिणामों को प्रभावित करता है।

दूसरी ओर, एक छोटा बीम विचलन लेजर बीम को केंद्रित रहने में मदद करता है, यह सुनिश्चित करता है कि परावर्तित प्रकाश मजबूत रहता है और इस प्रकार प्रभावी माप सीमा का विस्तार करता है। इसलिए, एक लेजर दूरी माप मॉड्यूल के बीम विचलन जितना छोटा होता है, आगे प्रभावी माप सीमा आमतौर पर फैली होती है।

बीम विचलन की पसंद भी लेजर डिस्टेंस माप मॉड्यूल के आवेदन परिदृश्य से निकटता से जुड़ी हुई है। लंबी दूरी और उच्च-सटीक माप (जैसे स्वायत्त ड्राइविंग में बाधा का पता लगाने, LIDAR) की आवश्यकता वाले परिदृश्यों के लिए, एक छोटे बीम विचलन के साथ एक मॉड्यूल आमतौर पर लंबी दूरी पर सटीक माप सुनिश्चित करने के लिए चुना जाता है।

छोटी दूरी के माप के लिए, स्कैनिंग, या कुछ औद्योगिक स्वचालन प्रणालियों, एक बड़े बीम विचलन के साथ एक मॉड्यूल को कवरेज क्षेत्र बढ़ाने और माप दक्षता में सुधार करने के लिए पसंद किया जा सकता है।

बीम विचलन भी पर्यावरणीय परिस्थितियों से प्रभावित होता है। मजबूत चिंतनशील विशेषताओं (जैसे औद्योगिक उत्पादन लाइनों या बिल्डिंग स्कैनिंग) के साथ जटिल वातावरण में, लेजर बीम का प्रसार प्रकाश के प्रतिबिंब और स्वागत को प्रभावित कर सकता है। ऐसे मामलों में, एक बड़ा बीम विचलन एक बड़े क्षेत्र को कवर करके, प्राप्त संकेत की ताकत को बढ़ाकर और पर्यावरणीय हस्तक्षेप को कम करने में मदद कर सकता है। दूसरी ओर, स्पष्ट, अबाधित वातावरण में, एक छोटा बीम विचलन लक्ष्य पर माप को ध्यान केंद्रित करने में मदद कर सकता है, इस प्रकार त्रुटियों को कम करता है।

3। बीम विचलन का चयन और डिजाइन

एक लेजर दूरी माप मॉड्यूल का बीम विचलन आमतौर पर लेजर एमिटर के डिजाइन द्वारा निर्धारित किया जाता है। विभिन्न अनुप्रयोग परिदृश्यों और आवश्यकताओं के परिणामस्वरूप बीम विचलन डिजाइन में भिन्नता होती है। नीचे कई सामान्य अनुप्रयोग परिदृश्य और उनके संबद्ध बीम विचलन विकल्प हैं:

• उच्च परिशुद्धता और लंबी दूरी की माप:

उच्च परिशुद्धता और लंबी माप दूरी (जैसे सटीक माप, लिडार और स्वायत्त ड्राइविंग) दोनों की आवश्यकता वाले अनुप्रयोगों के लिए, एक छोटा बीम विचलन आमतौर पर चुना जाता है। यह सुनिश्चित करता है कि लेजर बीम लंबी दूरी पर एक छोटे से स्थान का आकार बनाए रखता है, जिससे माप सटीकता और सीमा दोनों को बढ़ाया जाता है। उदाहरण के लिए, स्वायत्त ड्राइविंग में, लिडार सिस्टम के बीम विचलन को आमतौर पर दूर की बाधाओं का सही पता लगाने के लिए 1 ° से नीचे रखा जाता है।

• कम सटीक आवश्यकताओं के साथ बड़ा कवरेज:

उन परिदृश्यों में जहां एक बड़े कवरेज क्षेत्र की आवश्यकता होती है, लेकिन सटीकता उतना महत्वपूर्ण नहीं है (जैसे कि रोबोट स्थानीयकरण और पर्यावरण स्कैनिंग), एक बड़ा बीम विचलन आमतौर पर चुना जाता है। यह लेजर बीम को एक व्यापक क्षेत्र को कवर करने की अनुमति देता है, डिवाइस की संवेदन क्षमताओं को बढ़ाता है, और इसे त्वरित स्कैनिंग या बड़े-क्षेत्र का पता लगाने के लिए उपयुक्त बनाता है।

• इनडोर शॉर्ट-डिस्टेंस माप:

इनडोर या शॉर्ट-रेंज मापों के लिए, एक बड़ा बीम विचलन लेजर बीम के कवरेज को बढ़ाने में मदद कर सकता है, जिससे अनुचित प्रतिबिंब कोणों के कारण माप त्रुटियों को कम किया जा सकता है। ऐसे मामलों में, एक बड़ा बीम विचलन स्पॉट आकार को बढ़ाकर स्थिर माप परिणाम सुनिश्चित कर सकता है।

4। निष्कर्ष

बीम विचलन लेजर दूरी माप मॉड्यूल के प्रदर्शन को प्रभावित करने वाले प्रमुख कारकों में से एक है। यह सीधे माप सटीकता, माप सीमा और आवेदन परिदृश्यों की पसंद को प्रभावित करता है। बीम विचलन का उचित डिजाइन लेजर डिस्टेंस माप मॉड्यूल के समग्र प्रदर्शन को बढ़ा सकता है, विभिन्न अनुप्रयोगों में इसकी स्थिरता और दक्षता सुनिश्चित करता है। चूंकि लेजर डिस्टेंस माप तकनीक विकसित होती रहती है, इसलिए बीम विचलन को अनुकूलित करना इन मॉड्यूल की एप्लिकेशन रेंज और माप क्षमताओं को बढ़ाने में एक महत्वपूर्ण कारक बन जाएगा।

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