Pemindai laser 3D

Pantau Posisi Kawat Kontak Kereta Berkecepatan 100 Km

0
5
Kiri Dr. Heinrich Höfler and Dipl.-Ing. Harald Wölfeschneider dengan pemindai 3D yang membuat lintasan kereta api menjadi lebih aman. (Sumber foto/©: Dirk Mahler/Fraunhofer)

Kereta api dilengkapi pengukuran yang memindai lingkungan dari jalur pengujian dengan menggunakan beberapa sinar laser, dan mengambil 4 juta pengukuran per detik. Hasilnya adalah gambar 3D dari obyek yang dipindai.

Kiri Dr. Heinrich Höfler and Dipl.-Ing. Harald Wölfeschneider dengan pemindai 3D yang membuat lintasan kereta api menjadi lebih aman. (Sumber foto/©: Dirk Mahler/Fraunhofer)
Kiri Dr. Heinrich Höfler and Dipl.-Ing. Harald Wölfeschneider dengan pemindai 3D yang membuat lintasan kereta api menjadi lebih aman. (Sumber foto/©: Dirk Mahler/Fraunhofer)

Sistem laser dapat digunakan untuk menerapkan proses pengukuran yang sangat tepat dan super cepat. Teknologi pengukuran rel kereta api merupakan kebutuhan besar di seluruh dunia. Satu prasyarat penggunaannya adalah bahwa tidak ada yang rusak atau mengalami iritasi akibat laser.

Dr. Heinrich Höfler dan Dipl.-Ing. Harald Wölfelschneider dari Institut Fraunhofer untuk Teknik Pengukuran Fisika IPM di Freiburg telah bekerja dengan tim mereka untuk mengembangkan pemindai laser 3D. Pemindai ini dapat digunakan tanpa ragu di luar ruangan.

Advertisement

Pemindai yang sangat cepat dan tepat ini mampu secara spasial mengukur dan memantau posisi kawat kontak atau trek dari kereta yang melaju hingga kecepatan 100 kilometer (62 mph) per jam. Jika pemindai tidak bergerak, peralatan ini bisa menangkap kereta yang sedang melaju dan memeriksa beban yang mungkin telah jatuh.

Heinrich Höfler menjelaskan bagaimana peralatan itu bekerja, “Kami mengirimkan sinar laser dan menunggu sampai sinar berbalik. Kami mengukur waktu antara dan itu memberitahu kami seberapa jauh suatu objek.

“Bagian yang sulit adalah menangkap sinar yang kembali. Seringkali, hanya sedikit sekali cahaya yang kembali dan apa lagi, sinar yang ditransmisikan kembali dalam jangka waktu yang sangat singkat.

Solusinya, semacam gerakan lambat. Sinar laser dinyalakan dan dimatikan dengan sangat cepat-termodulasi, demikian dikatakan oleh para ilmuwan. Pergeseran waktu gelombang modulasi ini dapat ditentukan lebih cepat dan lebih tepat dibandingkan yang dimungkinkan dengan pancaran laser tunggal.

Menangkap rintangan dan hambatan selama pergerakan

Secara default, sistem mengukur satu juta kali per detik. “Untuk Deutsche Bahn, kami melengkapi kereta pengukuran yang memindai lingkungan dari jalur pengujian dengan menggunakan beberapa sinar laser dan yang dengan mengambil empat juta pengukuran per detik memberikan gambar 3D dari apa yang dipindai”, papar Harald Wölfelschneider.

Hal itu memungkinkan hambatan dan rintangan sekecil apapun bisa dideteksi, atau kami bisa merencanakan rute terbaik untuk dilalui untuk transportasi beban berat ke tempat tujuannya.

Bidang aplikasi lain adalah pengukuran kereta yang lewat. Ini membutuhkan pemindai yang dipasang secara permanen, yang bagaimanapun meningkatkan kemungkinan seseorang melihat ke sinar laser untuk jangka waktu lama.

Untuk membuat pemindai aman bagi mata manusia, para peneliti harus memanfaatkan jangkauan panjang gelombang baru: inframerah, yang tidak berbahaya bagi mata kita. Konsekuensinya adalah bahwa seluruh sistem harus sepenuhnya direkonfigurasi kembali.

Penggunaan secara global

Jika kita memeriksa rel kereta api dengan cermat, masuk akal bahwa kita kemudian juga memeriksa rute lalu lintas lainnya, seperti jalan raya. Tim di IPM telah mengembangkan pemindai 3D yang aman untuk mata manusia dan yang dipasang pada mobil yang bergerak dan yang memindai jalan dari ketinggian sekitar tiga meter.

“Kami bisa mendeteksi perbedaan ketinggian bahkan hingga 0,2 milimeter di jalan, sekalipun dengan kecepatan 80 kilometer per jam (sekitar 50 mph),” kata Höfler. Ini adalah pemindai pertama yang disetujui—untuk tujuan ini—oleh Institut Riset Jalan Raya Federal. Pemindai ini dimaksudkan untuk mendeteksi alur jalan, lubang, dan potensi drainase air.

Baca juga :   Gunakan Crowd Control saat Evakuasi Orang
Sistem laser  yang demikian cepat, tepat dan tangguh. (Sumber foto©: Fraunhofer IPM)
Sistem laser yang demikian cepat, tepat dan tangguh. (Sumber foto©: Fraunhofer IPM)

Sistem laser ini telah dipasarkan dan digunakan dengan sukses di seluruh dunia untuk keselamatan lalu lintas kereta api. Tidak hanya cepat dan tepat, sistem ini juga sangat kuat. Pada tahun 2012, Heinrich Höfler dan Harald Wölfelschneider menerima khusus penghargaan Joseph-von-Fraunhofer atas proyek mereka yang sukses di dunia internasional.

Solusi menambah banyak masalah

Laser ditemukan pada 1960 yang dianggap sebagai solusi namun justru membuat masalah dalam implementasinya. Laser  digunakan secara luas dalam ribuan aplikasi yang berkitan dengan eletronik, teknologi informasi, sains, medis, manufaktur, penegak hukum, militer, entertain, dan sebagainya.

(Sumber  foto: http://www.d3technology.com/)
(Sumber foto: http://www.d3technology.com/)

Laser mempunyai kelebihan fitur-fitur yang tampak pada koheren, warna yang cerah, kemampuan mencapai kekuasaan sangat tinggi. Contohnya pancaran laser terkendali dapat ditumpu sehingga batas pembelauan yang pada panjang gelombang terlihat bersamaan dengan beberapa ratus nanometer.

Fitur-fitur ini memungkinkan laser merekam gigabyte informasi dalam liang seni pada DVD. Laser berkuasa serdahana yang dikonsentrasikan pada intensitas tinggi dan digunakan untuk memotong, membakar atau juga mempeluwap massa.

Sebagai contoh, laser Neodymium yttrium aluminium garnet (Nd: YAG) frekuensi ganda (frequency doubled) memancarkan 532 nanometer cahaya (hijau) pada output 10 watt secara teori mampu mencapai kekuatan megawatt per sentimeter persegi.

Secara nyata konsentrasi sempurna cahaya pada batas pembelauan adalah amat sulit. Laser digunakan untuk menghasilkan efek visual seperti pada pertunjukan musik atau tarian klosal. Sebuah laboratorium penelitian angkatan udara, insinyur beroptikal mempersembahkan satu tes dengan berganda, berinteraksi sinar laser.

Dalam eletronik kepenggunaan, telekomunikasi, dan komunikasi data, laser digunakan sebagai transmisi dalam komunikasi optik melalui serat optik dan ruang bebas. Laser digunakan untuk menyimpan dan mengambil data dari CD dan DVD—termasuk disk magneto-optik. Tampilan cahaya laser (gambar) mengiringi banyak konser musik.

Dalam sains, laser digunakan dalam berbagai variati teknik interferometri, dan untuk spektroskopi Raman dan Pembusukan spektroskopi menggunakan laser. Penggunaan lain termasuk detektor jarak jauh atmosfer, dan penelitian fenomena optik tidak lurus. Teknik holografik menggunakan laser turut menyumbang berbagai teknik pengukuran. Laser juga telah digunakan pada kapal angkasa ilmiah Cassini-Huygens.

Dalam medis, skalpel laser digunakan untuk laser koreksi penglihatan dan teknik operasi lain. Laser juga digunakan untuk prosedure dermatologi termasuk menghilangkan tato, tanda lahir, dan rambut; jenis laser yang biasa digunakan oleh dermatologi termasuk delima (694 nm), ALEXANDRITE (755 nm), denyut dioda tersusun (810 nm), Nd: YAG (1064 nm ), Ho: YAG (2090 nm), dan Er: YAG (2940 nm).

Pada sektor manufaktur, laser digunakan untuk memotong baja dan logam lain. Tingkat garis laser juga digunakan untuk konstruksi, pengukuran, indikator pesawat, dan untuk beberapa jenis reaktor peleburan termonuklear. (Diolah dari tulisan Beate Koch, fraunhofer.de/magazine dan http://id.shvoong.com/exact-sciences/engineering)

Advertisement

Tulis Opini Anda