ლაზერული დისტანციური მეტყველების ამოცნობის ტექნოლოგია

ლაზერული დისტანციური მეტყველების ამოცნობის ტექნოლოგია
ლაზერიდისტანციური მეტყველების ამოცნობა: ამოცნობის სისტემის სტრუქტურის გამოვლენა

თხელი ლაზერული სხივი მოხდენილად ცეკვავს ჰაერში, ჩუმად ეძებს შორეულ ხმებს, ამ ფუტურისტული ტექნოლოგიური „მაგიის“ პრინციპი მკაცრად ეზოთერული და მომხიბვლელია. დღეს მოდით, ავხსნათ ფარდა ამ საოცარი ტექნოლოგიისთვის და შევისწავლოთ მისი შესანიშნავი სტრუქტურა და პრინციპები. ლაზერული დისტანციური ხმის ამოცნობის პრინციპი ნაჩვენებია ნახაზ 1(ა)-ში. ლაზერული დისტანციური ხმის ამოცნობის სისტემა შედგება ლაზერული ვიბრაციის საზომი სისტემისა და არაკოოპერაციული ვიბრაციის საზომი სამიზნისგან. სინათლის დაბრუნების აღმოჩენის რეჟიმის მიხედვით, აღმოჩენის სისტემა შეიძლება დაიყოს ჩარევის გარეშე და ჩარევის ტიპად, ხოლო სქემატური დიაგრამა შესაბამისად ნაჩვენებია ნახაზ 1(ბ)-სა და (გ)-ზე.

სურ. 1 (ა) ლაზერული დისტანციური ხმის დეტექციის ბლოკ-სქემა; (ბ) არაინტერფერომეტრული ლაზერული დისტანციური ვიბრაციის გაზომვის სისტემის სქემატური დიაგრამა; (გ) ინტერფერომეტრული ლაზერული დისტანციური ვიბრაციის გაზომვის სისტემის პრინციპული დიაგრამა

ჩარევის გარეშე აღმოჩენის სისტემა ჩარევის გარეშე აღმოჩენა ძალიან მარტივი პროცესია, რომელიც სამიზნის ზედაპირის ლაზერული დასხივების გზით ხორციელდება, არეკლილი სინათლის ირიბი მოძრაობით აზიმუტის მოდულაციით, რაც იწვევს მიმღები ბოლოში სინათლის ინტენსივობის ან ლაქოვანი გამოსახულების ცვლილებას, რათა პირდაპირ გაიზომოს სამიზნის ზედაპირის მიკროვიბრაცია და შემდეგ „პირდაპირიდან პირდაპირ“ განხორციელდეს აკუსტიკური სიგნალის დისტანციური აღმოჩენა. მიმღები სტრუქტურის მიხედვითფოტოდეტექტორი, ჩარევის გარეშე სისტემა შეიძლება დაიყოს ერთწერტილიან და მასივის ტიპებად. ერთწერტილიანი სტრუქტურის ბირთვს წარმოადგენს „აკუსტიკური სიგნალის რეკონსტრუქცია“, ანუ ობიექტის ზედაპირის ვიბრაცია იზომება დეტექტორის აღმოჩენის სინათლის ინტენსივობის ცვლილების გაზომვით, რაც გამოწვეულია დაბრუნებული სინათლის ორიენტაციის ცვლილებით. ერთწერტილიან სტრუქტურას აქვს დაბალი ღირებულება, მარტივი სტრუქტურა, მაღალი შერჩევის სიხშირე და აკუსტიკური სიგნალის რეალურ დროში რეკონსტრუქცია დეტექტორის ფოტოდენის უკუკავშირის მიხედვით, მაგრამ ლაზერული ლაქების ეფექტი არღვევს ვიბრაციასა და დეტექტორის სინათლის ინტენსივობას შორის წრფივ კავშირს, ამიტომ ის ზღუდავს ერთწერტილიანი ჩარევის გარეშე აღმოჩენის სისტემის გამოყენებას. მასივის სტრუქტურა აღადგენს სამიზნის ზედაპირის ვიბრაციას ლაქების გამოსახულების დამუშავების ალგორითმის მეშვეობით, ისე, რომ ვიბრაციის გაზომვის სისტემას აქვს ძლიერი ადაპტირება უხეშ ზედაპირთან და აქვს უფრო მაღალი სიზუსტე და მგრძნობელობა.

ჩარევის აღმოჩენის სისტემა განსხვავდება ჩარევის გარეშე აღმოჩენის სიბლანტისგან, ჩარევის აღმოჩენის ფუნქცია უფრო ირიბია. პრინციპი მდგომარეობს სამიზნის ზედაპირზე ლაზერული დასხივების გზით, სამიზნის ზედაპირიდან ოპტიკური ღერძის გასწვრივ გადაადგილების უკანა შუქზე შეაქვს ფაზა/სიხშირის ცვლილება, ინტერფერენციის ტექნოლოგიის გამოყენებით სიხშირის ცვლის/ფაზის ცვლის გაზომვა დისტანციური მიკროვიბრაციის გაზომვის მისაღწევად. ამჟამად, უფრო მოწინავე ინტერფერომეტრიული აღმოჩენის ტექნოლოგია შეიძლება დაიყოს ორ ტიპად: ლაზერული დოპლერის ვიბრაციის გაზომვის ტექნოლოგია და ლაზერული თვითშერევის ინტერფერენციის მეთოდი, რომელიც დაფუძნებულია დისტანციური აკუსტიკური სიგნალის აღმოჩენაზე. ლაზერული დოპლერის ვიბრაციის გაზომვის მეთოდი ეფუძნება ლაზერის დოპლერის ეფექტს, რათა აღმოაჩინოს ხმოვანი სიგნალი სამიზნე ობიექტის ზედაპირის ვიბრაციით გამოწვეული დოპლერის სიხშირის ცვლილების გაზომვით. ლაზერული თვითშერევის ინტერფერომეტრიული ტექნოლოგია ზომავს სამიზნის გადაადგილებას, სიჩქარეს, ვიბრაციას და მანძილს, რაც საშუალებას აძლევს შორეული სამიზნის არეკლილი სინათლის ნაწილს ხელახლა შევიდეს ლაზერულ რეზონატორში და გამოიწვიოს ლაზერული ველის ამპლიტუდისა და სიხშირის მოდულაცია. მისი უპირატესობები მდგომარეობს ვიბრაციის გაზომვის სისტემის მცირე ზომასა და მაღალ მგრძნობელობაში, ასევედაბალი სიმძლავრის ლაზერიშეიძლება გამოყენებულ იქნას დისტანციური ხმოვანი სიგნალის აღმოსაჩენად. სიხშირის გადახრის ლაზერული თვითშემრევი საზომი სისტემა დისტანციური მეტყველების სიგნალის აღმოსაჩენად ნაჩვენებია ნახაზ 2-ში.

სურ. 2. სიხშირის ცვლის ლაზერული თვითშემრევი საზომი სისტემის სქემატური დიაგრამა

როგორც სასარგებლო და ეფექტური ტექნიკური საშუალება, ლაზერული „ჯადოსნური“ დისტანციური მეტყველების გამოყენება შესაძლებელია არა მხოლოდ აღმოჩენის სფეროში, არამედ კონტრ-აღმოჩენის სფეროშიც, რომელსაც აქვს შესანიშნავი შესრულება და ფართო გამოყენება - ლაზერული ჩაჭრის საწინააღმდეგო ზომების ტექნოლოგია. ამ ტექნოლოგიას შეუძლია მიაღწიოს 100 მეტრის სიმაღლეზე ჩაჭრის საწინააღმდეგო ზომებს დახურულ შენობებში, საოფისე შენობებსა და სხვა მინის ფარდისებრ ადგილებში, ხოლო ერთი მოწყობილობით შესაძლებელია ეფექტურად დაიცვას საკონფერენციო დარბაზი 15 კვადრატული მეტრის ფანჯრის ფართობით, გარდა ამისა, მას აქვს სწრაფი რეაგირების სიჩქარე სკანირებისა და პოზიციონირებისთვის 10 წამში, მაღალი პოზიციონირების სიზუსტე 90%-ზე მეტი ამოცნობის მაჩვენებლით და მაღალი საიმედოობა ხანგრძლივი სტაბილური მუშაობისთვის. ლაზერული ჩაჭრის საწინააღმდეგო ზომების ტექნოლოგიას შეუძლია უზრუნველყოს მომხმარებლების აკუსტიკური ინფორმაციის უსაფრთხოების მყარი გარანტია ძირითად ინდუსტრიულ ოფისებსა და სხვა სიტუაციებში.