ДАТЧИКИ ТРИАНГУЛЯЦІЇ

Розробка оптичних світловодів відкриває широкі можливості розвитку нових методів вимірювання різних фізичних величин. Світловолокно може використовуватись насамперед для передачі оптичних сигналів, що несе інформацію про вимірювану величину. Хоча при цьому світловод відіграє пасивну роль, його використання дає цілий ряд істотних переваг : відключається вплив зовнішніх електромагнітних впливів, забезпечуються високі волого- і теплостійкість, хімічна інертність, можливість роботи у важкодоступних місцях, вибухонебезпечних середовищах, простота і гнучкість вимірювальних методів та ін. Найпростіший приклад подібного використання - оптичний волоконний лічильник яких-небудь предметів, заснований на перериванні світлового променя .

Такий пристрій, що представляє собою, власне кажучи, довгий оптрон з відкритим оптичним каналом, може застосовуватися при відповідній модифікації вимірювальної схеми як датчик наявності рідини, стану поверхні предмета, швидкості його обертів , частоти коливання, просторового положення об'єкта (наприклад, високовольтний вимикач , при автоматичності зважуванні) і т. п.

Рис.1 Оптрон

Роздільна здатність датчика триангуляції залежить як від розмірів лазерного променя так і від  розмірів пікселів детектування. У межах робочого діапазону, роздільна здатність також буде змінюватися залежно від відстані - найвища роздільна здатність (можливо, кілька мікрометрів) буде знайдена близько до мінімальної відстані зондування. Зі збільшенням відстані до максимальної відстані зондування, роздільна здатність поступово зменшується. Датчики триангуляції пропонують переваги низької ціни та швидкості вимірювання (можливі десятки або сотні кілогерц). Додавання можливості сканування положення лазерної плями триангуляції в площині об’єкта відкриває можливість зондування форми об’єкта. На додаток до обговорених вище обмежень відстані та точності , датчики триангуляції мають деякі додаткові обмеження:

А) Вони погано працюють для прозорих предметів, таких як скло, води або рідких поверхонь через погану видимість лазерної плями на цих поверхнях.

Б) Геометрія триангуляції означає, що головка датчика повинна мати мінімальну ширину для забезпечення відстані між його передавачем і детектором, який запобігає його використанню для зондування всередині предметів вузькі отвори. Крім того, ширина головки датчика повинна бути збільшена в міру збільшення бажаної робочої відстані, що означає, що датчики на відстані метрів можуть стати незручно великими.

Рис.2 Датчик триангуляції

[1] Berkovic G., Shafir E. Optical methods for distance and displacement measurements //Advances in Optics and Photonics Vol. 4, Issue 4,pp. 441-471 (2012)