Alueanturi Perusteoria
Toimintaperiaate
Type-T optoelektroniset skannerit koostuvat kahdesta osasta; lähetin ja vastaanotin. Lähettimessä on optinen yksikkö, joka koostuu joukosta valolähettimiä, jotka lähettävät sarjan kapeita valopulsseja vastaanottimeen peräkkäin tarkasti määritellyllä tavalla. Valosäteilyä tuottaa solid-state-lähde, joka koostuu korkean suorituskyvyn pitkäkestoisista puolijohdeelementeistä. Tämä säteily voi olla näkyvän kaistan ulkopuolelta. Vastaanottimessa on optinen yksikkö, joka koostuu joukosta valovastaanottimia, jotka vastaavat geometrisesti emitterin vastaavia. Valovastaanottimiin saapuva valosäteily muunnetaan sähköiseksi signaaliksi, vahvistetaan ja käsitellään vastaanottimen lähtöelementtien ohjaamiseksi. Koska valopulssi luetaan synkronisesti, lähettäjän/vastaanottimen välillä on lähetettävä synkroninen signaali. Havaitseminen tapahtuu, kun läpinäkymätön esine katkaisee säteen polun.
Rinnakkaissäteen pyyhkäisy
Jokainen lähetinryhmän yhden elementin lähettämä pulssi on luettava synkronisesti vastaanotinryhmän vastaavan elementin toimesta, jotta yksittäistä paria voidaan pitää vaaleana. Jokainen lähetin/vastaanotin-pari ohjaa vain omaa konjunktioakseliaan. Skannaus määrittää alueen, jonka läpi kulkevat rinnakkaiset säteet. Rinnakkaissäteiden käyttö mahdollistaa tarkan tiedon saamiseksi kohteen koosta ja sijainnista.
Cross-ray-skannaus
Jokainen lähetinryhmän yhden elementin lähettämä pulssi on luettava synkronisesti vastaanotinryhmän vastaavan elementin ja vaihtelevan määrän muita kummallakin puolella olevia vastaanottimia. keskimmäisestä niin, että yksittäistä paria voidaan pitää kevyessä tilassa (eli säteen polku on täysin vapaa). Jokainen lähetin/vastaanotin-pari ohjaa useita akseleita, jotka lähtevät lähettimestä ja saavuttavat vastaanottimien joukon. Skannaus määrittää alueen, jonka poikkisäteet ylittävät monimutkaisella tavalla. Yksittäisen lähettimen lukemiseen osallistuvien lateraalisten vastaanottimien määrä vaihtelee tietyn mallin alueen mukaan. Jokaisen lähettimen on valaistava eri vastaanottimia ja se voi tehdä niin vain, jos optisen säteen kulma on riittävä tietylle etäisyydelle. Käytössä olevien vastaanottimien määrä voi myös vaihdella skannauksen aikana. Äärimmäisissä tapauksissa ryhmän reunalla olevat kaksi emitteriä voivat valaista vain sisäiset lateraaliset vastaanottimet, koska ulkoisia ei ole olemassa. Toinen tapaus on erityisesti silloin, kun yksittäisten lähettimien on aina valaistava kaikki vastaanottimet. Tämä toimintatila on helppo hallita, mutta vaatii suuria sädekulmia. Ristisäteillä toimiminen ei mahdollista välittömästi tarkan tiedon saamista kohteen koosta ja sijainnista, vaan se vain paljastaa sen läsnäolon.
Synkronoiva skannaus
Tämä on toiminto, jonka avulla vastaanotinryhmän yksittäinen elementti voidaan lukea vain sillä hetkellä, jolloin vastaava emitterielementti lähettää valopulssin. Synkronoinnin tehtävänä on määrittää tiukka suhde vastaavan lähettimen ja vastaanottimen välillä muiden signaalien aiheuttamien häiriöiden vähentämiseksi. Kohteiden koon ja sijainnin määrittämiseen käytettävillä T-tyypin rinnakkaissädepyyhkäisyantureilla synkronointi on toteutettava yhdistämällä lähettimen ja vastaanottimen väliin kaapeli. Antureilla, joita käytetään vain kohteen läsnäolon havaitsemiseen, synkronointi voidaan lähettää optisesti. Yleensä lähetin lisätään vastaanotinryhmään, joka lähettää synkronointisanoman lähetinryhmän lisävastaanottimelle. Vaihtoehtoisesti voidaan käyttää ajoitustekniikoita vastaanottimen automaattiseen synkronointiin, mikä eliminoi kaapeloinnin tarpeen lähettimen ja vastaanottimen välillä. On myös laitteita, joiden optisten elementtien ryhmät vuorottelevat emitterien ja vastaanottimien välillä, jotka välittävät optisia pulsseja toisilleen. Tämäntyyppinen ratkaisu on toinen, joka ei vaadi kaapelin synkronointia eikä sitä voida käyttää kohteiden sijainnin ja koon määrittämiseen.
Alueen tila
Alueen tai yksittäisten elementtien tilan määrittämiseksi on otettava huomioon vastaanottimien valo/pimeys. Tumma tila määräytyy läpinäkymättömän esineen läsnäolosta, joka estää säteiden reitin. Valotilan määrää toisaalta se, että lähettimen ja vastaanottimen välinen polku on vapaa.
Yleinen kuvaus
Alue-anturit koostuvat kahdesta elementistä: lähetin- ja vastaanotinelementistä. Optinen osa koostuu joukosta synkronoituja valoelementtejä keskinäisten häiriöiden välttämiseksi. Tärkeimmät ominaisuudet ovat:
• lähettimen ja vastaanottimen välinen etäisyys (D): se ilmaisee lähettimen ja vastaanottimen välisen toimintaetäisyyden;
• optinen sädetila (BS): se ilmaisee yksittäisten elementtien optisten akselien välisen etäisyyden;
• optinen halkaisija (BD): se ilmaisee yksittäisen elementin optisen ulostulolinssin halkaisijan;
• optisten elementtien numero (BN): se ilmaisee taulukon muodostavien elementtien lukumäärän;
• sokea alue (X): se osoittaa lähetin ja vastaanottimen lähellä olevat vyöhykkeet, joiden resoluutio on pienempi kuin maksimi. Tämä vyöhyke liittyy oikein lähettimen ja vastaanottimen väliseen etäisyyteen (D): X = 0,06 x D
• alueen korkeus (AH): se ilmaisee optisten säteiden valitseman alueen korkeuden: AH =[BS x (BN - 1)] + BD
• resoluutio (R): se ilmaisee kohteen vähimmäismitat, jotka on mahdollista havaita: R = BS + BN
Ristisädetoimintoja käyttämällä pienimmän havaittavissa olevan kohteen resoluutio kasvaa (sokeiden vyöhykkeiden poissulkeminen);
• analoginen jännitelähtö (VOUT) V on analogisen jännitelähdön käytettävissä oleva arvo, joka liittyy oikein varatun/vapaan optiikan määrään:
EI konfiguraatiota: VOUT = (10 / BN) x (varattujen optiikan määrä)
NC-konfiguraatio : VOUT = (10 / BN) x (vapaiden optiikan määrä)
• analoginen virtatyyppinen lähtö (IOUT) V on analogisen virtatyyppisen lähdön käytettävissä oleva arvo, joka liittyy oikein varatun/vapaan optiikan määrään:
EI konfiguraatiota: I OUT = (16 / BN) x (varattujen optiikan määrä) + 4
NC-konfiguraatio: I OUT = (16 / BN) x (vapaiden optiikan määrä) + 4
Tyhjennystoiminto
Jos käytössä, jotkin säteet ovat pois päältä. Tämä tarkoittaa, että yksi tai useampi alue ei ole aktiivinen; tästä voi olla hyötyä tietyissä sovelluksissa.