Johdatus etäisyysmittarien tyyppeihin ja niiden toimintaan
Yleiset etäisyysmittarit voidaan jakaa lyhyen kantaman, keskipitkän kantaman ja korkeusetäisyysmittauksiin kantaman suhteen;
Etäisyysmittareiden käyttämistä modulaatioobjekteista ne voidaan jakaa valosähköisiin etäisyysmittauksiin ja akustisiin etäisyysmittauksiin.
Valosähköinen etäisyysmittari
Optoelektroniset etäisyysmittarit jaetaan kahteen tyyppiin etäisyysmittausmenetelmien perusteella: vaihemenetelmän etäisyysmittarit ja pulssietäisyysmittarit.
Pulssietäisyysmittari on laite, joka käyttää kohdeobjektista säteilevää valonsädettä mittaamaan aikaa, jonka kohdeobjekti heijastaa valoa takaisin, ja laskee siten instrumentin ja kohdeobjektin välisen etäisyyden. Laserin hyvän suunnan ja yhden aallonpituuden ansiosta sitä käytetään yleisesti modulaatioobjektina optoelektronisissa etäisyysmittauksissa. Siksi pulssietäisyysmittarit tunnetaan yleisesti laseretäisyysmittareina.
Pulssimenetelmää käyttävillä laseretäisyysmittauksilla voidaan saavuttaa laajempi kantama ja niitä voidaan käyttää sisä- ja ulkomittauksiin. Tyypillinen kantama on 3,5–2000 metriä, kun taas korkean kantaman laseretäisyysmittarit voivat saavuttaa jopa 5000 metriä. Sotilaallisiin tarkoituksiin tarkoitetut laseretäisyysmittarit voivat saavuttaa jopa pidemmät kantamat. Koska laseretäisyysmittarit pystyvät mittaamaan kaukana olevia kohteita, niissä on yleensä teleskooppijärjestelmä, joka tunnetaan myös laseretäisyysteleskooppina, jotta käyttäjä tarkkailee visuaalisesti etäisyyskohdetta. Kuva 1 on tyypillinen kaavio kolmiputkesta laseretäisyysmittarin teleskoopista.
Laseretäisyysmittareiden tarkkuus riippuu pääasiassa instrumentin lasersäteilyn ja vastaanoton välisen ajan laskennan tarkkuudesta. Laseretäisyysmittarit voidaan jakaa käytetyn tekniikan ja sovellustilanteen mukaan tavanomaisiin laseretäisyysmittauksiin, joiden tarkkuus on noin 1 metri (käytetään pääasiassa ulkourheiluun, metsästykseen jne.) ja korkean tarkkuuden laseretäisyysmittauksiin, joita käytetään maanmittauksessa, maanmittauksessa, rakentamiseen, teknisiin sovelluksiin, sotilaallisiin ja muihin tilanteisiin, joissa on korkeat tarkkuusvaatimukset.
Vaihemenetelmän etäisyysmittari on etäisyysmittari, joka moduloi laserin vaihetta ja saa etäisyyden mittaamalla heijastuneen laserin vaihe-eron. Koska on tarpeen havaita heijastuneen laserin vaihe, on välttämätöntä vastaanottaa signaali, jolla on voimakas intensiteetti. Pulssilaseretäisyysmittaria ei ihmissilmän turvallisuuden vuoksi voida käyttää teleskooppijärjestelmänä, ja kantama on pieni. Tyypillinen etäisyys on 0,5 mm - 150 metriä. Yleensä vaihelaseretäisyysmittari käyttää 635 nanometrin (visuaalisesti punaista) laseria virheenkorjausobjektina, joka tunnetaan myös infrapunaetäisyysmittarina. Laserin määritelmää ei kuitenkaan määritä väri. Jos 635 nanometrin laseretäisyysmittari säteilytetään suoraan ihmissilmään, se aiheuttaa peruuttamattomia vahinkoja. Lukijoita kehotetaan käyttämään ja suojaamaan sitä oikein.
Akustinen etäisyysmittari
Akustinen etäisyysmittaus on laite, joka käyttää mittaamiseen ääniaaltojen heijastusominaisuuksia. Yleensä ultraääniaaltoja käytetään modulaatioobjekteina, eli ultraäänietäisyysmittareina. Ultraäänilähetin lähettää ultraääniaaltoja tiettyyn suuntaan ja aloittaa ajoituksen samaan aikaan. Ultraääniaallot leviävät ilmassa ja palaavat välittömästi takaisin, kun ne kohtaavat esteitä. Ultraäänivastaanotin keskeyttää ajoituksen välittömästi vastaanotettuaan heijastuneita aaltoja. Havaitsemalla jatkuvasti esteiden heijastama kaiku aaltosäteilyn jälkeen mitataan ultraääniaaltojen lähettävien ja vastaanottavien kaikujen välinen aikaero T, jonka jälkeen lasketaan etäisyys L.
Koska lämpötila, kosteus, ilmanpaine ja muut tekijät vaikuttavat merkittävästi ultraääniaaltojen etenemisnopeuteen ilmassa, mittausvirheet ovat suuria. Lisäksi ultraääniaaltojen pidemmän aallonpituuden vuoksi etenemisetäisyys on lyhyempi, mikä johtaa yleisten ultraäänietäisyysmittareiden pienempään mittaustarkkuuteen. Ultraäänen viuhkamaisen leviämisen vuoksi sen tunnistusalue on kuitenkin suurempi kuin valosähköisten etäisyysmittareiden, ja sitä käytetään laajalti käytännön tekniikassa, kuten turvasuojauksessa, kaapelin korkeuden mittauksessa ja esteiden havaitsemisessa.
