Sensores de distância a laser

O sensor emite um feixe de laser em direção ao objeto a ser medido. Parte dessa luz retorna ao receptor do dispositivo e, analisando o sinal recebido, o sensor calcula a distância.

O procedimento utilizado para calculá-lo depende da tecnologia de medição. Em sensores industriais, os seguintes são os principais utilizados: triangulação, tempo de voo e comparação ou deslocamento de fase.

Triangulação a laser

Em um sensor de triangulação, o feixe é projetado sobre a superfície e a luz refletida atinge um detector óptico em um ângulo que varia dependendo da distância. A posição do objeto é determinada a partir dessa geometria.

É uma tecnologia particularmente adequada para curtas distâncias e medições de alta precisão, tais como controle dimensional, espessura, deformação, perfilamento e pequenos deslocamentos.

Tempo de voo (ToF)

Os sistemas Tempo de voo ou ToF Eles determinam a distância com base no tempo que a luz leva para viajar do sensor até o objeto e voltar.

Permitem trabalhar a distâncias maiores do que as habituais na triangulação e são amplamente utilizadas em automação, posicionamento e detecção de objetos.

Comparação ou deslocamento de fase

Nessa tecnologia, a luz laser é modulada e o sensor compara a fase do sinal emitido com o sinal retornado do alvo. A distância é calculada a partir dessa diferença.

É especialmente interessante quando você precisa combinar Precisão milimétrica com alcances de vários metros ou dezenas de metros..

A precisão necessária depende da aplicação. Para detectar a posição aproximada de uma estrutura, alguns milímetros de erro podem ser aceitáveis, enquanto o controle dimensional pode exigir décimos ou centésimos de milímetro.

É importante não confundir precisão, resolução e repetibilidade.

• Precisão: diferença entre o valor medido e a distância real.
• Resolução: mudança mínima de distância que o sistema pode representar.
• Repetibilidade: Capacidade do sensor de fornecer resultados semelhantes ao medir repetidamente a mesma posição.

Em aplicações de posicionamento industrial, uma boa repetibilidade pode ser tão importante quanto a precisão absoluta.

Sim. A quantidade e a qualidade da luz que retorna ao sensor dependem da superfície que está sendo medida. Um objeto branco fosco, uma peça de metal brilhante e uma superfície preta podem produzir sinais ópticos muito diferentes.

O superfícies escuras Elas absorvem mais luz e podem reduzir o alcance disponível. Superfícies muito brilhantes ou especulares podem refletir o feixe em uma direção diferente da do receptor. A rugosidade da superfície, o ângulo de incidência e o tamanho do objeto também têm impacto.

Por esse motivo, ao selecionar um sensor de distância a laser, é aconselhável saber não apenas a distância, mas também Qual material será medido, sua cor, acabamento superficial e possível inclinação em relação ao sensor?.

Sim. Muitos sensores a laser industriais são projetados para medir diretamente na superfície natural do objeto e não requerem um refletor.

A faixa de alcance disponível dependerá da tecnologia utilizada, da potência e da sensibilidade óptica do equipamento e, principalmente, das características da superfície.

Refletores ou películas refletoras são utilizados quando é necessário aumentar a intensidade do sinal de retorno, melhorar a estabilidade da medição ou trabalhar a distâncias maiores do que as possíveis em uma superfície natural.

Quando o objeto está em movimento, conhecer a precisão do sensor não é suficiente. É necessário também verificar a Frequência de medição, tempo de resposta e taxa de atualização da saída.

Um sensor que realiza medições 10 vezes por segundo pode ser suficiente para controlar um nível lentamente, mas pode ser inadequado para rastrear uma peça em movimento rápido, um guindaste, um carrinho em movimento ou um processo dinâmico.

É importante também diferenciar entre os frequência de medição interna e a frequência com que o equipamento pode transmitir novos dados para o CLP ou sistema de aquisição.

Um sensor de distância a laser industrial deve ser devidamente integrado ao sistema de controle. Dependendo do fabricante e do modelo, diferentes saídas e interfaces podem ser encontradas.

• 0-10 V
• 0/4-20 mA
• RS-232
• RS-422
• RS-485
• SSI
• IO-Link
• Entradas e saídas digitais
• PROFINET
• EtherNet/IP
• EtherCAT

A escolha depende do CLP (Controlador Lógico Programável), da distância entre o sensor e o sistema de controle, da velocidade de aquisição necessária e se é preciso transmitir apenas a distância ou também parâmetros de diagnóstico e configuração.

A medição de distância a laser é utilizada quando é necessário conhecer a posição ou a distância de um objeto sem estabelecer contato mecânico com ele.

Posicionamento de máquinas

Permite determinar a posição de carrinhos, eixos, plataformas, mecanismos móveis e outros elementos de máquinas sem usar cabos, rodas de medição ou elementos de contato mecânico.

Automação e logística

Sensores a laser são usados para posicionamento em armazéns automatizados, sistemas AS/RS, transelevadores, transportadores e equipamentos móveis.

Medição de nível

Ao medir a distância até a superfície de um material, é possível determinar a altura disponível ou o nível existente em determinados tanques, silos e processos industriais.

Pontes rolantes e pórticos rolantes

A medição sem contato permite que a posição da ponte ou do carro seja determinada continuamente e que esse valor seja usado dentro do sistema de automação.

Indústria metalúrgica e siderúrgica

Os sensores ópticos podem medir posição, comprimento ou nível sem entrar em contato com superfícies quentes, peças móveis ou materiais que dificultam o uso de sensores mecânicos.

Controle dimensional

Dependendo da tecnologia e da precisão exigidas, a medição a laser pode ser usada para verificar dimensões, espessuras, posições de peças, separação de componentes e deslocamentos.

Obras civis e monitoramento

Eles também podem ser usados para monitorar deslocamentos e movimentos em estruturas, pontes, pilares, túneis e outras infraestruturas quando for conveniente realizar a medição sem contato.

Não. Embora possam usar uma fonte de luz laser, elas desempenham funções diferentes.

UM sensor fotoelétrico a laser Normalmente é utilizado para detectar se um objeto está presente ou ausente e fornece um sinal de comutação.

UM sensor de distância a laser Ele fornece um valor de distância medida, por exemplo, 1.253 mm, 8,42 m ou 24,7 m, que pode ser usado por um CLP, controlador ou sistema de aquisição de dados.

UM LiDAR Normalmente, realiza múltiplas medições e pode explorar diferentes direções para detectar objetos, obter perfis ou gerar mapas bidimensionais ou tridimensionais.

Se o objetivo é saber com precisão a distância entre um ponto fixo e um alvo específico, geralmente utiliza-se um sensor de distância a laser pontual.

Dentro da nossa gama de sensores laser industriais, a GUEMISA trabalha com Dimetix AG, Fabricante suíço especializado em medição de distância a laser de precisão para automação, indústria e infraestrutura.

A Série D oferece diferentes versões para adaptar o equipamento à precisão, velocidade e alcance necessários para cada aplicação. Estão disponíveis modelos com medições a partir de aproximadamente 0,05 m e trabalhar diretamente em superfícies naturais até aproximadamente 50 ou 100 m, Dependendo do modelo e da refletividade do alvo.

Em certas versões, a precisão chega a ±1 mm e frequências de medição de até 250 Hz. Existem também modelos projetados para ampliar significativamente o alcance usando lentes refletoras.

Dependendo da versão, eles podem ter interfaces como: RS-232, RS-422, RS-485, SSI, saída analógica de 0/4-20 mA, entradas e saídas digitais, além de opções para integração com redes Ethernet industriais.

Temos uma página específica dedicada a Dimetix Aqui você pode visualizar os modelos, acessórios e aplicações. Nesta categoria, você pode comparar diferentes sensores de distância a laser e selecionar o mais adequado às suas necessidades.

Que sensor a laser preciso para medir 1 metro?

Depende principalmente da precisão necessária. Para curtas distâncias e altíssima precisão, a triangulação é normalmente utilizada. Se forem desejadas precisão milimétrica, robustez industrial e a capacidade de usar o mesmo sensor em uma faixa de vários metros, outras tecnologias de medição de distância podem ser empregadas.

Qual sensor de distância a laser é adequado para 10 ou 20 metros?

Para essas distâncias, existem diversas soluções industriais. Para selecionar o modelo adequado, é necessário saber a precisão exigida, o material e a cor do alvo, se o objeto está em movimento e a saída necessária para o CLP ou sistema de controle.

É possível medir a 50 metros sem um refletor?

Sim, existem sensores capazes de funcionar em superfícies naturais a essas distâncias. O alcance real pode variar consideravelmente dependendo da refletividade do alvo, da iluminação, do ângulo e das condições ambientais.

Um sensor a laser consegue medir uma superfície preta?

Sim, mas uma superfície escura reflete menos energia óptica do que uma superfície clara. Dependendo do sensor, isso pode reduzir o alcance máximo ou aumentar o tempo necessário para obter uma medição estável.

Um sensor a laser pode funcionar ao ar livre?

Sim, desde que o equipamento seja projetado para isso. O grau de proteção, a faixa de temperatura e o desempenho sob luz solar direta, chuva, poeira, neblina, vapor e outras condições de instalação devem ser verificados.

Que informações preciso para escolher um sensor?

No mínimo, é recomendável conhecer a distância mínima e máxima, a precisão ou repetibilidade necessária, o material e a cor do alvo, a velocidade do objeto, as condições ambientais e o sinal de saída ou protocolo de comunicação exigido.