光束勘验在矿藏内破碎机作业的运用

　　不同的能量形式将会有不同的影响：脉冲波长的长短决定光束的约束和聚焦能力，也决定了反射脉冲的反射角。激光脉冲的波长约1脚，而超声波和雷达用的脉冲的波长约10。因此，激光仪器容易聚焦。这里一条适用的物理定律是，从任何一个小波源发射出的波只能通一个直径数倍于波长的元件来将其聚焦成一束很细的波束。

　　发射波束和检波器都容许这个角度值，即：当脉冲离开仪器发射出去后，其发散角度为10-20“，而检波器的检测范围包括了10一20”这个范围，它能接收到在该范围内反射回来的脉冲。波束角度范围如此之大，使测量技术对直线传播路径上的物体很敏感，而且可能检测到远远偏离目标中心轴线反射回来的一些假的脉冲信号。

　　用于过程控制的激光仪采用了直径500倍于波长的聚焦元件，这样就能产生一个直径50的光束。这样，光束的发散角度仅为0。10，使得激光脉冲的能量能被严格约束而远距离传播。这就是激光能远距离传播的主要原因。

　　而且，激光接收元件的检波范围正好与传播光束的发散范围相同。换言之，检波器只能检测到预定激光传播路线上的光束。这就使得激光具有良好的方向性，不会受到传播路线附近物体的影响。激光的反射几乎是原路折回的。

　　这里，一条适用的物理定律是，对于比较光滑的表面（凹凸不平的程度小于一个波长的距离），人射角等于反射角。如果表面粗糙（凹凸不平的程度大于几倍波长），则波束呈发散反射。这就是说，对于超声波和雷达系统而言，大多数表面属于后一种情况。这就严重阻碍了这些系统的应用。由于大多数表面都不是与波束的传播方向垂直的，所以，反射波自然就会偏离所期望的路径。测量料仓或料斗中的固体颗粒，情况要糟得多。

　　料仓中的物料不会完全平整堆放而是呈锥形堆放。往料仓中加料时呈上锥形。从其中卸料时呈下锥形。该锥形将使波束从料仓的某一边反射出去。这样，脉冲就无法返回至仪器。此外，反射波碰到料仓壁后再次反射，这些二次反射波可能被仪器接收，从而得到不正确的料位读数。激光仪的情况则完全不同。

　　激光波长仅1脚左右（属于红外光），这小于过程控制中遇到的固体物料表面的粗糙程度。其反射无异于一面很棒的镜子。但用于测量固体物料时，也出现离散反射，反射波向各个方向散射，而与激光脉冲和物料表面之间的人射角无关。这种散射实际上阻止了反射和回应的发生。

　　如前所述，激光检波器检测的路径范围很窄，仅能检测从原路返回的反射波。这种散射特性使激光仪在测量固体物料时有很好的重现性，而且完全不受料仓中物料锥形朝上或是朝下的影响。测量速度不同。不同的脉冲，其传播速度也不同。超声波的传播速度为350耐，而激光的速度为3x1护耐s。激光仪还允许用多种软件来对数据进行分析，而且，数据能很快更新。

　　从不同物料反射的脉冲的强度不同。显然，不同物料对电磁波、声波和光波的反应是不同的。物料的光学特性对激光影响较大。例如，诸如煤等黑色物料反射的信号较弱，而一个较光泽的目标（如反射镜）则能反射较强的信号。声波受物料声学性质的影响，平整的液面能反射较强的信号。而软质粉状物料能吸收声波信号，以致于根本检测不到反射信号。

　　雷达则受物料的渗透率和介电常数的影响。导电率较高的液体通常能反射非常强的雷达信号。然而，常常很难从非金属固体物料反射雷达信号。脉冲传播介质的影响不同。如前所述，超声波利用空气中的压力波（声波）传播能量。而激光和雷达利用电磁波传播能量。对于超声波而言，没有空气，就无法应用。