Sensores de distancia láser
A sensor de distancia láser É un dispositivo de medición sen contacto que usa un feixe de luz para determinar con precisión a distancia entre o sensor e un obxecto. En aplicacións industriais, úsase para medir posición, desprazamento, separación, altura, dimensións ou nivel, tanto en obxectos estáticos como en movemento.
O sensores de distancia láser industriais Permiten tomar medicións desde distancias moi curtas de ata decenas de metros e, nalgúns sistemas, distancias considerablemente maiores. A elección correcta non depende só do alcance: outros factores tamén inflúen. precisión, repetibilidade, velocidade de medición, área da superficie do obxecto, tamaño do punto láser, condicións ambientais e sinal de saída.
Por este motivo, un sensor axeitado para medir a 1 metro con precisión submilimétrica pode empregar un principio de funcionamento diferente do necesario para medir a 10, 20, 50 ou 100 metros. Seleccionar a tecnoloxía correcta é tan importante como seleccionar o alcance.
- Medición sen contacto: sen desgaste mecánico nin contacto co obxecto.
- Ampla gama de medición: desde centímetros a longas distancias, dependendo da tecnoloxía e do modelo.
- Alta precisión: desde precisión micrométrica en aplicacións de curto alcance ata precisión milimétrica de varios metros.
- Obxectos estáticos ou en movemento: diferentes frecuencias de medición dependendo da dinámica da aplicación.
- Integración industrial: sinais analóxicos, interfaces serie, entradas/saídas dixitais e Ethernet industrial dependendo do equipo.
Como elixir un sensor de distancia láser?
Para seleccionar un sensor láser, non abonda con especificar a distancia máxima. Dúas aplicacións que miden á mesma distancia poden requirir sensores completamente diferentes se cambian a precisión requirida, a cor do obxecto, a súa velocidade ou as condicións ambientais.
Como guía xeral, estes son algúns dos rangos típicos en aplicacións industriais:
| Distancia aproximada | Aplicacións comúns | Aspectos importantes |
|---|---|---|
| Menos de 1 m | Control dimensional, espesores, pequenos desprazamentos, posicionamento de precisión | Resolución, linealidade, tamaño do punto láser e tipo de superficie |
| De 1 a 10 metros | Posicionamento da máquina, altura, separación, control de procesos | Precisión, repetibilidade, área superficial obxectivo e frecuencia de medición |
| De 10 a 20 metros | Automatización, loxística, nivelación, posicionamento e maquinaria móbil | Reflectividade, luz ambiental, velocidade do obxecto e interface de comunicación |
| De 20 a 50 metros | Silos, máquinas grandes, almacéns automatizados, grúas e instalacións industriais | Estabilidade do sinal, tamaño do punto láser, aliñamento e condicións ambientais |
| de 50 a 100 metros | Infraestruturas, grandes instalacións, monitorización, loxística e posicionamento | Reflectividade da lente, condicións atmosféricas, precisión de montaxe e estabilidade |
| Máis de 100 m | Grandes estruturas, grúas, intraloxística e instalacións a grande escala | Uso do reflector cando sexa necesario, aliñamento, tamaño da lente e condicións ambientais |
Como funciona un sensor de distancia láser?
O sensor emite un raio láser cara ao obxecto que se vai medir. Parte desa luz regresa ao receptor do dispositivo e, ao analizar o sinal recibido, o sensor calcula a distancia.
O procedemento empregado para calculalo depende da tecnoloxía de medición. Nos sensores industriais, utilízanse principalmente os seguintes: triangulación, tempo de voo e comparación ou desprazamento de fase.
Triangulación láser
Nun sensor de triangulación, o feixe proxéctase sobre a superficie e a luz reflectida chega a un detector óptico nun ángulo que varía dependendo da distancia. A posición do obxecto determínase a partir desta xeometría.
É unha tecnoloxía especialmente axeitada para distancias curtas e medicións de alta precisión, como o control dimensional, o grosor, a deformación, o perfilado e os pequenos desprazamentos.
Tempo de voo (ToF)
Os sistemas Tempo de voo ou ToF Determinan a distancia en función do tempo que tarda a luz en viaxar desde o sensor ata o obxecto e de volta.
Permiten traballar a distancias maiores do habitual na triangulación e son amplamente utilizados en automatización, posicionamento e detección de obxectos.
Comparación ou cambio de fase
Nesta tecnoloxía, a luz láser modulase e o sensor compara a fase do sinal emitido co sinal que regresa do obxectivo. A distancia calcúlase a partir desta diferenza.
É especialmente interesante cando necesitas combinar Precisión milimétrica con rangos de varios metros ou decenas de metros.
Que nivel de precisión necesita un sensor láser?
A precisión requirida depende da aplicación. Para detectar a posición aproximada dunha estrutura, poden aceptarse varios milímetros de erro, mentres que o control dimensional pode requirir décimas ou centésimas de milímetro.
É importante non confundir precisión, resolución e repetibilidade.
- Precisión: diferenza entre o valor medido e a distancia real.
- Resolución: cambio de distancia mínimo que o sistema pode representar.
- Repetibilidade: a capacidade do sensor para proporcionar resultados semellantes ao medir repetidamente a mesma posición.
Nas aplicacións de posicionamento industrial, unha boa repetibilidade pode ser tan importante como a precisión absoluta.
Importa a cor ou a superficie do obxecto?
Si. A cantidade e a calidade da luz que volve ao sensor dependen da superficie que se mide. Un obxecto branco mate, unha peza de metal brillante e unha superficie negra poden producir sinais ópticos moi diferentes.
O superficies escuras Absorben máis luz e poden reducir o alcance dispoñible. As superficies moi brillantes ou especulares poden reflectir o feixe nunha dirección diferente á do receptor. A rugosidade da superficie, o ángulo de incidencia e o tamaño do obxecto tamén inflúen.
Por este motivo, ao elixir un sensor de distancia láser, é aconsellable coñecer non só a distancia, senón tamén que material se medirá, a súa cor, o acabado da superficie e a posible inclinación con respecto ao sensor.
Pódese medir sen reflector?
Si. Moitos sensores láser industriais están deseñados para medir directamente na superficie natural do obxecto e non requiren un reflector.
O alcance dispoñible dependerá da tecnoloxía empregada, da potencia e da sensibilidade óptica do equipo e, sobre todo, das características da superficie.
Os reflectores ou as láminas reflectantes utilízanse cando é necesario aumentar a intensidade do sinal de retorno, mellorar a estabilidade da medición ou traballar a distancias maiores que as posibles nunha superficie natural.
Medición láser de obxectos en movemento
Cando o obxecto está en movemento, coñecer a precisión do sensor non é suficiente. Tamén é necesario comprobar a frecuencia de medición, tempo de resposta e taxa de actualización da saída.
Un sensor que mide 10 veces por segundo pode ser suficiente para controlar lentamente un nivel, pero pode ser inadecuado para rastrexar unha peza en movemento rápido, unha grúa, un carro en movemento ou un proceso dinámico.
Tamén é importante diferenciar entre as frecuencia de medición interna e a frecuencia coa que o equipo pode transmitir novos datos ao PLC ou ao sistema de adquisición.
Interfaces e sinais de saída para automatización
Un sensor de distancia láser industrial debe estar integrado correctamente co sistema de control. Dependendo do fabricante e do modelo, pódense atopar diferentes saídas e interfaces.
- 0-10 V
- 0/4-20 mA
- RS-232
- RS-422
- RS-485
- SSI
- IO-Link
- Entradas e saídas dixitais
- PROFINET
- EtherNet/IP
- EtherCAT
A escolla depende do PLC, da distancia entre o sensor e o sistema de control, da velocidade de adquisición requirida e de se é necesario transmitir só a distancia ou tamén parámetros de diagnóstico e configuración.
Aplicacións dos sensores de distancia láser
A medición de distancia por láser utilízase cando é necesario coñecer unha posición ou distancia sen establecer contacto mecánico co obxecto.
Posicionamento da maquinaria
Permite determinar a posición de carros, eixes, plataformas, mecanismos móbiles e outros elementos da máquina sen usar cables, rodas de medición ou elementos de contacto mecánicos.
Automatización e loxística
Os sensores láser utilízanse para o posicionamento en almacéns automatizados, sistemas AS/RS, grúas transelevadoras, transportadores e equipos móbiles.
Medición de nivel
Medindo a distancia á superficie dun material, é posible determinar a altura dispoñible ou o nivel existente en certos tanques, silos e procesos industriais.
Grúas elevadoras e grúas pórtico
A medición sen contacto permite determinar continuamente a posición da ponte ou do carro e usar ese valor dentro do sistema de automatización.
Industria metalúrxica e siderúrxica
Os sensores ópticos poden medir a posición, a lonxitude ou o nivel sen entrar en contacto con superficies quentes, pezas móbiles ou materiais que dificulten o uso dos sensores mecánicos.
Control dimensional
Dependendo da tecnoloxía e da precisión requiridas, a medición láser pódese empregar para comprobar dimensións, grosores, posición das pezas, separación entre compoñentes e desprazamentos.
Obra civil e monitorización
Tamén se poden empregar para monitorizar desprazamentos e movementos en estruturas, pontes, piares, túneles e outras infraestruturas cando sexa conveniente realizar a medición sen contacto.
Sensor de distancia láser, sensor fotoeléctrico e LiDAR: son o mesmo?
Non. Aínda que poidan usar unha fonte de luz láser, cumpren diferentes funcións.
A sensor fotoeléctrico láser Normalmente úsase para detectar se un obxecto está presente ou ausente e proporciona un sinal de conmutación.
A sensor de distancia láser Proporciona un valor de distancia medido, por exemplo 1.253 mm, 8,42 m ou 24,7 m, que pode ser empregado por un PLC, un controlador ou un sistema de adquisición.
A LiDAR Normalmente realiza múltiples medicións e pode explorar diferentes direccións para detectar obxectos, obter perfís ou xerar mapas bidimensionais ou tridimensionais.
Se o obxectivo é coñecer con precisión a distancia entre un punto fixo e un obxectivo específico, adoita empregarse un sensor de distancia láser puntual.
Sensores de distancia láser Dimetix
Dentro da nosa gama de sensores láser industriais, GUEMISA traballa con Dimetix AG, Fabricante suízo especializado en medición de distancia láser de precisión para automatización, industria e infraestruturas.
A serie D ofrece diferentes versións para adaptar o equipo á precisión, velocidade e alcance requiridos para cada aplicación. Hai modelos dispoñibles que comezan a medir desde aproximadamente 0,05 metros e traballar directamente sobre superficies naturais ata aproximadamente 50 ou 100 metros, dependendo do modelo e da reflectividade do obxectivo.
Nalgunhas versións, precisións de ata ±1 mm e frecuencias de medición de ata 250 Hz. Tamén hai modelos deseñados para ampliar significativamente o alcance mediante lentes reflectantes.
Dependendo da versión, poden ter interfaces como RS-232, RS-422, RS-485, SSI, saída analóxica de 0/4-20 mA, entradas e saídas dixitais, ademais de opcións de integración con redes Ethernet industriais.
Temos unha páxina específica dedicada a Dimetix Aquí podes ver os seus modelos, accesorios e aplicacións. Nesta categoría, podes comparar diferentes sensores de distancia láser e seleccionar o máis axeitado para as necesidades da túa aplicación.
Preguntas frecuentes sobre os sensores de distancia láser
Que sensor láser necesito para medir 1 metro?
Depende principalmente da precisión requirida. Para distancias curtas e unha precisión moi alta, úsase normalmente a triangulación. Se se desexa precisión milimétrica, robustez industrial e a capacidade de usar o mesmo sensor nun rango de varios metros, pódense empregar outras tecnoloxías de medición de distancias.
Que sensor de distancia láser é axeitado para 10 ou 20 metros?
A estas distancias, existen varias solucións industriais. Para seleccionar o modelo axeitado, cómpre coñecer a precisión requirida, o material e a cor do obxectivo, se o obxecto está en movemento e a saída necesaria para o PLC ou o sistema de control.
É posible medir a 50 metros sen reflector?
Si, existen sensores capaces de funcionar en superficies naturais a estas distancias. O alcance real pode variar considerablemente dependendo da reflectividade, a iluminación, o ángulo e as condicións ambientais do obxectivo.
Pode un sensor láser medir unha superficie negra?
Si, pero unha superficie escura reflicte menos enerxía óptica que unha superficie clara. Dependendo do sensor, isto pode reducir o alcance máximo ou aumentar o tempo necesario para obter unha medición estable.
Pode funcionar un sensor láser no exterior?
Si, sempre que o equipo estea deseñado para iso. Débese comprobar o grao de protección, o rango de temperatura e o rendemento baixo a luz solar directa, a choiva, o po, a néboa, o vapor e outras condicións de instalación.
Que información necesito para escoller un sensor?
Como mínimo, é aconsellable coñecer a distancia mínima e máxima, a precisión ou repetibilidade requirida, o material e a cor do obxectivo, a velocidade do obxecto, as condicións ambientais e o sinal de saída ou protocolo de comunicación requirido.
Produtos: 21