لیزر فاصلاتی پیمائش کے سینسر کا آپریشن اور استعمال
1. ٹرانزٹ کے وقت کے لیزر فاصلاتی سینسر کی ترقی
پتہ لگانے کے میدان میں لیزر کا اطلاق بہت وسیع ہے، تکنیکی مواد بہت امیر ہے، اور سماجی پیداوار اور زندگی پر اثر بھی بہت واضح ہے۔ لیزر رینجنگ لیزرز کی ابتدائی ایپلی کیشنز میں سے ایک ہے۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ لیزر کے بہت سے فوائد ہیں جیسے مضبوط سمت، اعلی چمک، اور اچھی یک رنگی۔ 1965 سے پہلے، سوویت یونین نے زمین اور چاند (380´103 کلومیٹر) کے درمیان فاصلے کی پیمائش کے لیے لیزر کا استعمال صرف 250m کی غلطی سے کیا۔ 1969 میں، امریکیوں نے چاند پر عقبی ریفلیکٹر کے ساتھ چاند پر اترا، اور زمین اور چاند کے درمیان فاصلے کی پیمائش کے لیے لیزر کا استعمال بھی کیا، جس میں صرف 15 سینٹی میٹر کی غلطی تھی۔ فاصلے کی پیمائش کے لیے لیزر ٹرانسمیشن ٹائم استعمال کرنے کا بنیادی اصول یہ ہے کہ لیزر کے آگے پیچھے جانے کے لیے درکار وقت کی پیمائش کرکے ہدف کے فاصلے کا تعین کیا جائے۔ . ابھی:. اگرچہ ٹائم آف ٹرانزٹ لیزر رینج کا ایک سادہ اصول اور ڈھانچہ ہے، یہ بنیادی طور پر ماضی میں فوجی اور سائنسی تحقیق میں استعمال ہوتا تھا، لیکن صنعتی آٹومیشن میں یہ نایاب ہے۔ کیونکہ لیزر رینج سینسر کی قیمت بہت زیادہ ہے، عام طور پر کئی ہزار ڈالر۔ عملی طور پر تمام صنعتی صارفین ایک ایسے سینسر کی تلاش میں ہیں جو طویل فاصلے پر درست فاصلے کا پتہ لگانے کے قابل بنائے۔ کیونکہ بہت سے معاملات میں، قریبی رینج پر سینسر نصب کرنا جسمانی مقام اور پیداواری ماحول کی وجہ سے محدود ہو گا، آج کا ٹرانزٹ ٹائم لیزر فاصلاتی سینسر ایسے مواقع میں انجینئرز کے لیے مسئلہ حل کر دے گا۔
2. کام کرنے کا اصول
جب ٹرانزٹ کا وقت لیزر سینسر کام کرتا ہے، لیزر ڈائیوڈ کا مقصد ہدف پر ہوتا ہے اور لیزر دالیں خارج کرتا ہے۔ ہدف سے منعکس ہونے کے بعد، لیزر لائٹ تمام سمتوں میں بکھر جاتی ہے۔ بکھری ہوئی روشنی کا کچھ حصہ سینسر ریسیور پر واپس آجاتا ہے، جہاں اسے آپٹیکل سسٹم کے ذریعے پکڑا جاتا ہے اور برفانی تودے کے فوٹوڈیوڈ پر امیج کیا جاتا ہے۔ ایک برفانی تودہ فوٹوڈیوڈ ایک آپٹیکل سینسر ہے جس میں اندرونی ایمپلیفیکیشن ہے تاکہ یہ انتہائی کم روشنی کے سگنلز کا پتہ لگا سکے۔ ہدف کے فاصلے کا تعین روشنی کی نبض کے بھیجے جانے سے لے کر واپس موصول ہونے تک گزرے ہوئے وقت کی ریکارڈنگ اور پروسیسنگ کے ذریعے کیا جا سکتا ہے۔ ٹرانزٹ ٹائم لیزر سینسر کو انتہائی درستگی کے ساتھ ٹرانزٹ ٹائم کا تعین کرنا چاہیے کیونکہ روشنی کی رفتار بہت تیز ہے۔ مثال کے طور پر، روشنی کی رفتار تقریباً 3´108m/s ہے، 1mm کی ریزولوشن حاصل کرنے کے لیے، ٹرانزٹ ٹائم رینج سینسر کے الیکٹرانک سرکٹ کو درج ذیل انتہائی مختصر وقت میں فرق کرنے کے قابل ہونا چاہیے: 0.001m¸ (3´108m/s)=3ps 3ps کے وقت میں فرق کرنے کے لیے، یہ الیکٹرانک ٹکنالوجی کے لیے بہت زیادہ ضرورت ہے، اور نفاذ کی لاگت بہت زیادہ ہے۔ لیکن آج کے سستے ٹرانزٹ ٹائم لیزر سینسرز 1 ملی میٹر کی ریزولوشن حاصل کرنے اور تیز ردعمل کی ضمانت دینے کے لیے ایک سادہ شماریاتی اصول، اوسط اصول کا استعمال کرتے ہوئے صفائی کے ساتھ اس رکاوٹ کو دور کرتے ہیں۔
3. ایسے مسائل کو حل کریں جو دوسری ٹیکنالوجیز سے حل نہیں ہو سکتے
ٹائم آف ٹرانزٹ لیزر فاصلاتی سینسر استعمال کیے جا سکتے ہیں جہاں دوسری ٹیکنالوجیز نہیں کر سکتیں۔ مثال کے طور پر، ایک عام فوٹو الیکٹرک سینسر جو ہدف سے منعکس ہونے والی روشنی کو شمار کرتا ہے جب ہدف کے بہت قریب ہوتا ہے تو بڑی تعداد میں درست پوزیشن کا پتہ لگانے کے کام بھی انجام دے سکتا ہے۔ تاہم، جب ہدف بہت دور ہو یا ہدف کا رنگ تبدیل ہو جائے تو عام فوٹو الیکٹرک سینسرز کے لیے اس کا مقابلہ کرنا مشکل ہو جاتا ہے۔ اگرچہ جدید پس منظر کے شور کو دبانے والے سینسرز اور مثلث سینسرز ہدف کا رنگ تبدیل ہونے پر اچھی طرح کام کرتے ہیں، لیکن ہدف کا زاویہ طے نہ ہونے یا ہدف بہت زیادہ روشن ہونے پر ان کی کارکردگی کا اندازہ کم ہو جاتا ہے۔ اس کے علاوہ، مثلث سینسرز کی رینج عام طور پر 0.5m کے اندر تک محدود ہوتی ہے۔ الٹراسونک سینسر اکثر زیادہ فاصلے پر اشیاء کا پتہ لگانے کے لیے بھی استعمال ہوتے ہیں، اور چونکہ وہ نظری نہیں ہیں، اس لیے وہ رنگ کی تبدیلیوں سے متاثر نہیں ہوتے ہیں۔ تاہم، الٹراسونک سینسر آواز کی رفتار کی بنیاد پر فاصلے کی پیمائش کرتے ہیں، اس لیے ان کے کچھ موروثی نقصانات ہیں اور درج ذیل حالات میں استعمال نہیں کیے جا سکتے۔ ①جب جس ہدف کی پیمائش کی جائے وہ سینسر کے ٹرانسڈیوسر کے لیے کھڑا نہ ہو۔ کیونکہ الٹراسونک پتہ لگانے کا ہدف سینسر کے عمودی ایزیمتھ سے 10 ڈگری سے زیادہ کے زاویے کے اندر ہونا چاہیے۔ ②جب بیم کا قطر چھوٹا ہونا ضروری ہے۔ کیونکہ عام الٹراسونک بیم جب سینسر سے 2 میٹر دور ہوتا ہے تو اس کا قطر 0.76 سینٹی میٹر ہوتا ہے۔ ③ایسے مواقع جہاں پوزیشن کیلیبریشن کے لیے روشنی کے مرئی دھبے درکار ہوتے ہیں۔ ④ تیز ہوا کے مواقع۔ ⑤ ویکیوم مواقع۔ ⑥ ایسے مواقع جہاں درجہ حرارت کا میلان بڑا ہو۔ کیونکہ اس صورت میں آواز کی رفتار بدل جائے گی۔ ⑦ ایسے مواقع جن کے لیے فوری جواب درکار ہوتا ہے۔ لیزر فاصلاتی سینسر مذکورہ بالا تمام مواقع کا پتہ لگانے کو حل کر سکتا ہے۔
