توفر هذه المقالة استكشافًا شاملاً لتقنية قياس المدى بالليزر، وتتبع تطورها التاريخي، وتوضيح مبادئها الأساسية، وتسليط الضوء على تطبيقاتها المتنوعة. هذه القطعة مخصصة لمهندسي الليزر وفرق البحث والتطوير والأكاديميين البصريين، وتوفر مزيجًا من السياق التاريخي والفهم الحديث.
تكنولوجيا الليزرهي تقنية قياس صناعية غير متصلة توفر العديد من المزايا عند مقارنتها بطرق القياس التقليدية القائمة على الاتصال:
- يلغي الحاجة إلى الاتصال الجسدي مع سطح القياس، ويمنع التشوهات التي يمكن أن تؤدي إلى أخطاء في القياس.
- يقلل من التآكل على سطح القياس لأنه لا يتضمن اتصالاً جسديًا أثناء القياس.
- مناسب للاستخدام في بيئات خاصة حيث تكون أدوات القياس التقليدية غير عملية.
مبادئ قياس الليزر:
- يستخدم تحديد المدى بالليزر ثلاث طرق أساسية: تحديد المدى النبضي بالليزر، وقياس الطور بالليزر، وقياس التثليث بالليزر.
- وترتبط كل طريقة بنطاقات قياس ومستويات دقة محددة شائعة الاستخدام.
01
نطاق نبض الليزر:
يُستخدم في المقام الأول لقياسات المسافات الطويلة، والتي تتجاوز عادةً المسافات على مستوى الكيلومتر، بدقة أقل، عادةً على مستوى المتر.
02
نطاق مرحلة الليزر:
مثالي للقياسات المتوسطة إلى الطويلة، ويستخدم بشكل شائع في نطاقات تتراوح من 50 مترًا إلى 150 مترًا.
03
التثليث بالليزر:
يستخدم بشكل أساسي لقياسات المسافات القصيرة، عادة في حدود 2 متر، مما يوفر دقة عالية على مستوى الميكرون، على الرغم من أن مسافات القياس محدودة.
التطبيقات والمزايا
لقد وجد نطاق الليزر مكانته في مختلف الصناعات:
بناء: قياسات الموقع ورسم الخرائط الطبوغرافية والتحليل الهيكلي.
السيارات: تعزيز أنظمة مساعدة السائق المتقدمة (ADAS).
الفضاء الجوي: رسم خرائط التضاريس والكشف عن العوائق.
التعدين: تقييم عمق الأنفاق والتنقيب عن المعادن.
الغابات: حساب ارتفاع الشجرة وتحليل كثافة الغابات.
تصنيع: الدقة في محاذاة الآلات والمعدات.
توفر هذه التقنية العديد من المزايا مقارنة بالطرق التقليدية، بما في ذلك قياسات عدم التلامس، وتقليل التآكل، وتعدد الاستخدامات الذي لا مثيل له.
حلول Lumispot Tech في مجال اكتشاف المدى بالليزر
ليزر الزجاج المغطى بالإربيوم (ليزر الزجاج Er)
ملكناالليزر الزجاجي المخدر بالإربيوموالمعروفة باسم 1535 نانومترآمنة للعينEr Glass Laser، يتفوق في أجهزة تحديد المدى الآمنة للعين. إنه يوفر أداءً موثوقًا وفعالاً من حيث التكلفة، حيث ينبعث الضوء الذي تمتصه القرنية وهياكل العين البلورية، مما يضمن سلامة شبكية العين. في نطاق الليزر وLIDAR، وخاصة في الأماكن الخارجية التي تتطلب نقل الضوء لمسافات طويلة، يعد ليزر DPSS ضروريًا. على عكس المنتجات السابقة، فهو يزيل تلف العين ومخاطر العمى. يستخدم الليزر الخاص بنا زجاج Er: Yb الفوسفاتي وأشباه الموصلاتمصدر مضخة الليزرلإنتاج طول موجي 1.5 ميكرون، مما يجعله مثاليًا للمدى والاتصالات.
نطاق الليزر، على وجه الخصوصيتراوح وقت الرحلة (TOF).هي طريقة تستخدم لتحديد المسافة بين مصدر الليزر والهدف. يُستخدم هذا المبدأ على نطاق واسع في تطبيقات مختلفة، بدءًا من قياسات المسافة البسيطة وحتى رسم الخرائط ثلاثية الأبعاد المعقدة. لنقم بإنشاء رسم تخطيطي لتوضيح مبدأ نطاق الليزر TOF.
الخطوات الأساسية في نطاق الليزر TOF هي:
انبعاث نبض الليزر: جهاز ليزر يصدر نبضة قصيرة من الضوء.
السفر إلى الهدف: ينتقل نبض الليزر عبر الهواء إلى الهدف.
انعكاس من الهدف: النبضة تصيب الهدف وتنعكس مرة أخرى.
العودة إلى المصدر:يعود النبض المنعكس إلى جهاز الليزر.
كشف:يكتشف جهاز الليزر نبض الليزر العائد.
قياس الوقت:يتم قياس الوقت المستغرق لرحلة النبض ذهابًا وإيابًا.
حساب المسافة:يتم حساب المسافة إلى الهدف بناءً على سرعة الضوء والوقت المقاس.
أطلقت Lumispot Tech هذا العام منتجًا مناسبًا تمامًا للتطبيق في مجال الكشف TOF LIDAR، وهومصدر ضوء LiDAR 8 في 1. انقر لمعرفة المزيد إذا كنت مهتما
وحدة مكتشف المدى بالليزر
تركز سلسلة المنتجات هذه بشكل أساسي على وحدة نطاق الليزر الآمنة للعين البشرية والتي تم تطويرها بناءً على1535 نانومتر من الليزر الزجاجي المغطى بالإربيومووحدة محدد المدى 1570 نانومتر بطول 20 كم، والتي تم تصنيفها على أنها منتجات قياسية لسلامة العين من الفئة 1. ضمن هذه السلسلة، ستجد مكونات جهاز تحديد المدى بالليزر من 2.5 كم إلى 20 كم ذات حجم صغير، وبنية خفيفة الوزن، وخصائص استثنائية مضادة للتداخل، وقدرات إنتاج ضخمة فعالة. إنها متعددة الاستخدامات للغاية، وتجد تطبيقات في نطاق الليزر، وتكنولوجيا LIDAR، وأنظمة الاتصالات.
محدد المدى بالليزر المتكامل
أجهزة تحديد المدى العسكرية المحمولةتتميز السلسلة التي طورتها شركة LumiSpot Tech بأنها فعالة وسهلة الاستخدام وآمنة، وتستخدم أطوال موجية آمنة للعين من أجل تشغيل غير ضار. توفر هذه الأجهزة عرض البيانات في الوقت الحقيقي، ومراقبة الطاقة، ونقل البيانات، وتغليف الوظائف الأساسية في أداة واحدة. يدعم تصميمها المريح الاستخدام بيد واحدة أو بيدين، مما يوفر الراحة أثناء الاستخدام. تجمع أجهزة تحديد المدى هذه بين التطبيق العملي والتكنولوجيا المتقدمة، مما يضمن حل قياس مباشر وموثوق.
لماذا تختارنا؟
إن التزامنا بالتميز واضح في كل منتج نقدمه. نحن نفهم تعقيدات الصناعة وقمنا بتصميم منتجاتنا لتلبية أعلى معايير الجودة والأداء. إن تركيزنا على رضا العملاء، إلى جانب خبرتنا الفنية، يجعلنا الخيار المفضل للمحترفين الذين يبحثون عن حلول موثوقة لنطاقات الليزر.
مرجع
- سميث، أ. (1985). تاريخ أجهزة تحديد المدى بالليزر. مجلة الهندسة البصرية.
- جونسون، ب. (1992). تطبيقات المدى بالليزر. البصريات اليوم.
- لي، سي. (2001). مبادئ قياس نبض الليزر. بحوث الضوئيات.
- كومار، ر. (2003). فهم نطاق مرحلة الليزر. مجلة تطبيقات الليزر.
- مارتينيز، L. (1998). التثليث بالليزر: الأساسيات والتطبيقات. مراجعات الهندسة البصرية.
- لوميسبوت تك. (2022). كتالوج المنتجات. منشورات Lumispot Tech.
- تشاو، ي. (2020). مستقبل نطاق الليزر: تكامل الذكاء الاصطناعي. مجلة البصريات الحديثة.
هل تحتاج إلى استشارة مجانية؟
ضع في اعتبارك التطبيق ومتطلبات النطاق والدقة والمتانة وأي ميزات إضافية مثل العزل المائي أو إمكانيات التكامل. من المهم أيضًا مقارنة التقييمات وأسعار النماذج المختلفة.
[اقرأ المزيد:الطريقة المحددة لاختيار وحدة محدد المدى بالليزر التي تحتاجها]
يلزم الحد الأدنى من الصيانة، مثل الحفاظ على نظافة العدسة وحماية الجهاز من التأثيرات والظروف القاسية. من الضروري أيضًا استبدال البطارية أو شحنها بشكل منتظم.
نعم، تم تصميم العديد من وحدات محدد المدى بحيث يتم دمجها في أجهزة أخرى مثل الطائرات بدون طيار والبنادق ومناظير محدد المدى العسكري وما إلى ذلك، مما يعزز وظائفها من خلال إمكانات قياس المسافة الدقيقة.
نعم، Lumispot Tech هي شركة مصنعة لوحدة محدد المدى بالليزر، ويمكن تخصيص المعلمات حسب الحاجة، أو يمكنك اختيار المعلمات القياسية لمنتج وحدة محدد المدى الخاص بنا. لمزيد من المعلومات أو الأسئلة، لا تتردد في الاتصال بفريق المبيعات لدينا مع احتياجاتك.
تم تصميم معظم وحدات الليزر لدينا في سلسلة تحديد المدى لتكون صغيرة الحجم وخفيفة الوزن، خاصة سلسلة L905 وL1535، التي تتراوح من 1 كم إلى 12 كم. بالنسبة للأصغر، نوصي باستخدامLSP-LRS-0310Fالذي يزن 33 جرامًا فقط ويصل مداه إلى 3 كيلومترات.
لقد برز الليزر الآن كأدوات محورية في مختلف القطاعات، وخاصة في مجال الأمن والمراقبة. إن دقتها وإمكانية التحكم فيها وتعدد استخداماتها تجعلها لا غنى عنها في حماية مجتمعاتنا وبنيتنا التحتية.
في هذه المقالة، سوف نتعمق في التطبيقات المتنوعة لتقنية الليزر في مجالات الأمن والحماية والمراقبة والوقاية من الحرائق. تهدف هذه المناقشة إلى توفير فهم شامل لدور الليزر في أنظمة الأمان الحديثة، وتقديم نظرة ثاقبة لاستخداماتها الحالية والتطورات المستقبلية المحتملة.
⏩للحصول على حلول التفتيش على السكك الحديدية والطاقة الكهروضوئية، من فضلك انقر هنا.
تطبيقات الليزر في قضايا الأمن والدفاع
أنظمة كشف التسلل
تقوم ماسحات الليزر غير المتصلة هذه بمسح البيئات في بعدين، وتكتشف الحركة عن طريق قياس الوقت الذي يستغرقه شعاع الليزر النبضي لينعكس مرة أخرى إلى مصدره. تقوم هذه التقنية بإنشاء خريطة محيطية للمنطقة، مما يسمح للنظام بالتعرف على الأشياء الجديدة في مجال رؤيته من خلال التغييرات في البيئة المحيطة المبرمجة. وهذا يتيح تقييم حجم وشكل واتجاه الأهداف المتحركة، وإصدار الإنذارات عند الضرورة. (هوسمر، 2004).
⏩ مدونة ذات صلة:نظام جديد لكشف التسلل بالليزر: خطوة ذكية في مجال الأمن
أنظمة المراقبة
في المراقبة بالفيديو، تساعد تقنية الليزر في مراقبة الرؤية الليلية. على سبيل المثال، يمكن للتصوير بالليزر القريب من الأشعة تحت الحمراء أن يمنع بشكل فعال تشتت الضوء الخلفي، مما يعزز بشكل كبير مسافة المراقبة لأنظمة التصوير الكهروضوئية في الظروف الجوية السيئة، ليلاً ونهارًا. تتحكم أزرار الوظائف الخارجية للنظام في مسافة البوابة وعرض الضوء والتصوير الواضح، مما يعمل على تحسين نطاق المراقبة. (وانغ، 2016).
مراقبة حركة المرور
تعد مدافع السرعة الليزرية أمرًا بالغ الأهمية في مراقبة حركة المرور، وذلك باستخدام تقنية الليزر لقياس سرعات المركبات. يتم تفضيل هذه الأجهزة من قبل جهات إنفاذ القانون لدقتها وقدرتها على استهداف المركبات الفردية في حركة المرور الكثيفة.
مراقبة الفضاء العام
تعتبر تقنية الليزر أيضًا مفيدة في السيطرة على الحشود ومراقبتها في الأماكن العامة. تشرف الماسحات الضوئية الليزرية والتقنيات ذات الصلة على تحركات الحشود بشكل فعال، مما يعزز السلامة العامة.
تطبيقات الكشف عن الحرائق
في أنظمة الإنذار من الحرائق، تلعب أجهزة استشعار الليزر دورًا رئيسيًا في الكشف المبكر عن الحرائق، حيث تحدد بسرعة علامات الحريق، مثل الدخان أو تغيرات درجة الحرارة، لإطلاق الإنذارات في الوقت المناسب. علاوة على ذلك، فإن تكنولوجيا الليزر لا تقدر بثمن في المراقبة وجمع البيانات في مواقع الحريق، مما يوفر معلومات أساسية لمكافحة الحرائق.
تطبيق خاص: الطائرات بدون طيار وتكنولوجيا الليزر
يتزايد استخدام المركبات الجوية بدون طيار (UAVs) في مجال الأمن، حيث تعمل تقنية الليزر على تعزيز قدرات المراقبة والأمن بشكل كبير. وقد أدت هذه الأنظمة، المستندة إلى الجيل الجديد من مصفوفات المستوى البؤري Avalanche Photodiode (APD) (FPA) بالإضافة إلى معالجة الصور عالية الأداء، إلى تحسين أداء المراقبة بشكل ملحوظ.
الليزر الأخضر و وحدة مكتشف النطاقفي الدفاع
من بين أنواع الليزر المختلفة،ليزر الضوء الأخضر، والتي تعمل عادةً في نطاق 520 إلى 540 نانومتر، وتتميز برؤيتها العالية ودقتها. تعتبر أجهزة الليزر هذه مفيدة بشكل خاص في التطبيقات التي تتطلب وضع علامات أو تصورات دقيقة. بالإضافة إلى ذلك، تقوم وحدات تحديد المدى بالليزر، التي تستخدم الانتشار الخطي والدقة العالية لليزر، بقياس المسافات عن طريق حساب الوقت الذي يستغرقه شعاع الليزر للانتقال من الباعث إلى العاكس والعودة. هذه التكنولوجيا حاسمة في أنظمة القياس وتحديد المواقع.
تطور تكنولوجيا الليزر في مجال الأمن
منذ اختراعها في منتصف القرن العشرين، شهدت تكنولوجيا الليزر تطورًا كبيرًا. في البداية، كان الليزر أداة علمية تجريبية، لكنه أصبح جزءًا لا يتجزأ من مجالات مختلفة، بما في ذلك الصناعة والطب والاتصالات والأمن. في مجال الأمن، تطورت تطبيقات الليزر من أنظمة المراقبة والإنذار الأساسية إلى أنظمة متطورة ومتعددة الوظائف. وتشمل هذه كشف التسلل، والمراقبة بالفيديو، ومراقبة حركة المرور، وأنظمة الإنذار من الحرائق.
الابتكارات المستقبلية في تكنولوجيا الليزر
يمكن أن يشهد مستقبل تكنولوجيا الليزر في مجال الأمن ابتكارات رائدة، لا سيما مع تكامل الذكاء الاصطناعي (AI). يمكن لخوارزميات الذكاء الاصطناعي التي تحلل بيانات المسح بالليزر تحديد التهديدات الأمنية والتنبؤ بها بشكل أكثر دقة، مما يعزز كفاءة أنظمة الأمان وزمن الاستجابة. علاوة على ذلك، مع تقدم تكنولوجيا إنترنت الأشياء (IoT)، من المرجح أن يؤدي الجمع بين تكنولوجيا الليزر والأجهزة المتصلة بالشبكة إلى أنظمة أمنية أكثر ذكاءً وأكثر آلية قادرة على المراقبة والاستجابة في الوقت الفعلي.
ومن المتوقع ألا تؤدي هذه الابتكارات إلى تحسين أداء الأنظمة الأمنية فحسب، بل ستغير أيضًا نهجنا تجاه السلامة والمراقبة، مما يجعلها أكثر ذكاءً وكفاءة وقدرة على التكيف. مع استمرار تقدم التكنولوجيا، من المقرر أن يتوسع تطبيق الليزر في مجال الأمن، مما يوفر بيئات أكثر أمانًا وموثوقية.
مراجع
- هوسمر، ب. (2004). استخدام تقنية المسح بالليزر لحماية المحيط. وقائع مؤتمر كارناهان الدولي السنوي السابع والثلاثين لعام 2003 حول تكنولوجيا الأمن. DOI
- وانغ، إس، تشيو، إس، جين، دبليو، وو، إس. (2016). تصميم نظام معالجة فيديو مصغر يعمل بالأشعة تحت الحمراء القريبة من نطاق الأشعة تحت الحمراء في الوقت الفعلي. إيكميتا-16. DOI
- هيسبيل، إل.، ريفيير، إن.، فراسيس، إم.، دوبوي، بي.، كوياك، أ.، باريلوت، بي.، فوكيكس، إس.، بليير، إيه.، تاوفي،
- M.، جاكوار، M.، فين، I.، ناسيمبين، E.، بيريز، C.، فيلايجويت، JP، وجورس، D. (2017). التصوير بالليزر ثنائي الأبعاد وثلاثي الأبعاد للمراقبة بعيدة المدى في أمن الحدود البحرية: الكشف والتعرف على تطبيقات الطائرات بدون طيار المضادة. وقائع SPIE – الجمعية الدولية للهندسة البصرية. DOI
بعض وحدات الليزر للدفاع
تتوفر خدمة وحدة الليزر OEM، اتصل بنا للحصول على مزيد من التفاصيل!
