[科普中国]-红外测距仪

基本概念

红外测距仪亦称“红外光电测距仪”。以红外光为光源的相位式光电测距仪。通常采用砷化镓发光二极管为光源，其光强随注入的电信号而变化，故兼有光源和调制器的双重功能。它的测程较短，大多在5千米以内。由于红外测距仪光源半导体化， 电子线路逐步集成化，测距过程自动化，因此，仪器具有体积小、重量轻、操作简便、测距速度快、精度高等优点。广泛应用于水利、矿山、城市规划和军事工程测量。1

工作原理利用的是红外线传播时的不扩散原理。因为红外线在穿越其它物质时折射率很小，所以长距离的测距仪都会考虑红外线，而红外线的传播是需要时间的，当红外线从测距仪发出碰到反射物被反射回来被测距仪接受到，再根据红外线从发出到被接受到的时间及红外线的传播速度就可以算出距离，所以行业称为激光红外光电测距仪， 其磁钢是专用强磁永磁磁钢。

由主控振荡器(即主振)产生的调制信号频率f，经放大后加到GaAs发光管，经电流调制出射红外调制光，从发射光学系统出射射向镜站的反光镜，经反射后，回光被接收光学系统所接收，到达硅光敏二极管，经过光电转换，得到高频的测距信号。

在自动化的红外测距仪中，就设置有逻辑指令电路进行程序控制。近些年研制的新颖测距仪更采用了微处理机系统，不仅能完成上述的程序控制，而且还开发了其他多种自动测试功能，包括进行多种方式测距、归算以及自我检测等，使用起来十分方便。

构造红外测距仪主要由调制光发射单元、接收单元、测相单元、计数显示单元、逻辑控制单元和电源变换器等部分组成。其光源通常为砷化稼(GaAs)半导体发光二极管。当有相当大的电流正向通过GaAs二极管的P-N结时，P-N结里就会发射出波长为0.72μm、0.94μm的近红外光，这是由于在掺杂的GaAs半导体中电子一空穴复合时，过剩的能量以光子形式放出而产生的。而且所射出的光强会随着注入电流的变化而变化。因此将它作为测距仪的光源，便可以通过改变馈电电流的大小对射出的光强直接进行幅度调制，即这种半导体发光器件兼有“辐射”一“调制”双重功能。
用于接收调制光的红外光电探测转换器件通常为硅光敏二极管或雪崩式光敏二极管，这些器件具有“光电压效应”。当外来光照射到它的P-N结上时，由于光电能量转换的效应能在P-N两极产生一个电位差，其大小会随入
射光的强弱而变化，从而起到“退调制”的作用。2

分类手持激光红外线测距仪

测量距离一般在200米内，精度在2mm左右。这是目前使用范围最广的激光红外线测距仪。在功能上除能测量距离外，一般还能计算测量物体的体积。

望远镜式激光红外线测距仪

测量距离一般在600-3000米左右，这类红外线测距仪测量距离比较远，但精度相对较低，精度一般在1米左右。主要应用范围为野外长距离测量。
望远镜激光红外线测距仪，为远距离激光红外线测距仪，目前在户外使用相当广泛，望远镜激光红外线测距仪测量精准，反应速度快捷。

特点测距仪的反光镜为一块棱镜。它是立方体玻璃的一个角，具有三个相互垂直的反射角，故又称为角反射器。其正向有加工成矩形或圆形的不同品种。棱镜式反射器的主要特点是反射光线平行于入射光线，而且使用多块棱镜组合的反光镜，能使回光叠加。所以作业时要按测距的远近选用不同块数的反光棱镜组合。在安置反光镜时，不要求严格对准主机的方向，用目估准即可。

应用红外线测距仪广泛用于地形测量，战场测量，坦克，飞机，舰艇和火炮对目标的测距，测量云层、飞机、导弹以及人造卫星的高度等。它是提高高坦克、飞机、舰艇和火炮精度的重要技术装备。由于激光红外线测距仪价格不断下调，工业上也逐渐开始使用激光红外线测距仪，可以广泛应用于工业测控、矿山、港口等领域。