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Velocidad lineal y longitud en movimiento
La velocidad de un material en movimiento es una magnitud física central en el control de proceso: de ella dependen la sincronización de los accionamientos, el corte a medida, el conteo de los metros y la regulación de las líneas. En esta sección de los Controles profundizamos en la magnitud «velocidad» en sus distintas formas — de superficie, lineal, multidimensional — y en los métodos para medirla con los velocímetros y encoders ópticos sin contacto.
En esta página
Para qué sirve la medición: velocidad lineal y longitud en movimiento ↑ arriba
A diferencia de las secciones Tecnologías (teoría) y Aplicaciones (casos prácticos), aquí nos centramos en la magnitud medida: cómo se define, en qué unidades se expresa y qué instrumentos la determinan con exactitud.
La velocidad como magnitud de proceso ↑ arriba
La velocidad expresa el espacio recorrido por unidad de tiempo y, en el caso de los materiales en producción continua, se mide habitualmente en metros por segundo (m/s) o metros por minuto (m/min). Conocer la velocidad real del material es indispensable por muchas razones: permite obtener la longitud por integración, sincronizar rodillos y accionamientos y mantener estable el proceso. Su medición exacta no es, sin embargo, trivial, sobre todo cuando el material está caliente, es brillante o se mueve a gran velocidad.
Los velocímetros ópticos resuelven el problema midiendo la velocidad sin contacto: el VLM500 con el principio del filtro espacial (hasta 50 m/s, incertidumbre < 0,025 %), el VLM60 con el método por correlación (hasta 0 m/s, también bidireccional).
Las distintas formas de la velocidad ↑ arriba
La velocidad de un material puede describirse de distintas maneras según la aplicación. La velocidad de superficie y lineal se refiere al avance del material a lo largo de la línea; la velocidad y longitud de los materiales vincula la velocidad con la longitud producida; la velocidad multidimensional considera el movimiento en varias direcciones (x e y) con reconocimiento del sentido. Cada una de estas variantes se desarrolla en una página dedicada.
Por qué medir la velocidad ópticamente ↑ arriba
- Medición sin contacto: ni desgaste ni deslizamiento
- Exactitud hasta < 0,025 % y amplio rango dinámico
- Medición hasta 0 m/s y reconocimiento de dirección (VLM60)
- Válida sobre materiales calientes, brillantes, finos o delicados
- Salidas encoder, analógicas y de bus de campo para la integración
De la magnitud a la solución ↑ arriba
Para los instrumentos, la página velocímetros y encoders ópticos reúne la gama ASTech; para los casos reales, las Aplicaciones y soluciones; para la teoría, Óptica y LÁSER y Doppler y correlación óptica. La magnitud «longitud», estrechamente relacionada, se trata en Longitud en continuo.
Velocímetros ópticos VLM500
Velocidades hasta 50 m/s, incertidumbre < 0,025 %, filtro espacial CCD.
Encoder óptico VLM60
Sustituto de las ruedas de medición, mide hasta 0 m/s.
Velocímetros y encoders ópticos
Panorámica de la familia de velocímetros y encoders ópticos.
Velocidad de rotación y velocidad lineal ↑ arriba
En los procesos industriales se encuentran dos familias de velocidad: la de rotación, expresada en revoluciones por minuto, y la lineal o de superficie, expresada en metros por minuto. Ambas están ligadas por el diámetro del órgano en rotación, pero no son intercambiables: medir las revoluciones de un rodillo no equivale a conocer la velocidad real del material, porque entre rodillo y material puede haber deslizamiento. Por este motivo, cuando interesa la velocidad efectiva del producto, la medición óptica directa sobre la superficie es la opción más fiable.
Por qué importa la velocidad real ↑ arriba
Conocer la velocidad real del material, y no la estimada a partir de un rodillo, es determinante para la calidad del proceso. De ella dependen la longitud calculada, la sincronización entre accionamientos y la estabilidad de las regulaciones. Un error en la velocidad se propaga a todas estas funciones. La medición óptica sin contacto proporciona la velocidad efectiva del producto, eliminando los errores sistemáticos propios de las mediciones indirectas y mejorando todo el control de línea.
Dinámica y tiempo de respuesta ↑ arriba
Además de la exactitud, en la medición de velocidad cuenta la prontitud. Un tiempo de actualización corto permite seguir aceleraciones, desaceleraciones y transitorios rápidos, manteniendo estable el control. Los velocímetros ópticos actualizan la medición en fracciones de milisegundo y ofrecen filtros configurables para equilibrar reactividad y estabilidad de la señal. En consecuencia, se adaptan tanto a las líneas lentas con paradas frecuentes como a las rápidas en régimen continuo.
Velocidad y calidad del producto ↑ arriba
Una medición de velocidad exacta no solo mejora la longitud calculada: incide directamente en la calidad del producto. En las líneas de impresión, por ejemplo, una velocidad estable favorece el registro correcto; en las trefiladoras ayuda a prevenir tiros excesivos y roturas; en los procesos en caliente permite calcular el alargamiento. En todos estos casos, disponer del valor real de velocidad del material es el requisito previo para un control de proceso eficaz y para un producto conforme.
Robustez en entorno industrial ↑ arriba
La medición de velocidad debe seguir siendo fiable en condiciones reales: polvo, vibraciones, calor y variaciones de superficie. Con grado de protección IP 65, iluminación LED de luz blanca y, donde sea necesario, carcasas de protección, los velocímetros ópticos ofrecen una elevada disponibilidad incluso en servicio continuo. La ausencia de partes en movimiento reduce el mantenimiento a intervenciones mínimas, manteniendo constante la exactitud a lo largo del tiempo.
Un dato compartido con varios sistemas ↑ arriba
El valor de velocidad puede distribuirse simultáneamente a varios destinatarios: los lazos de regulación rápidos mediante la salida encoder, los sistemas de supervisión mediante el bus de campo y los dispositivos de visualización mediante la salida analógica. De este modo un único instrumento alimenta toda la cadena de control, simplificando la arquitectura de la línea y reduciendo el número de sensores necesarios.
Preguntas frecuentes ↑ arriba
Habitualmente en metros por segundo (m/s) o metros por minuto (m/min); de la velocidad, integrada en el tiempo, se obtiene la longitud.
Con un velocímetro óptico que ilumina el material y analiza la luz reflejada: el VLM500 usa el filtro espacial, el VLM60 la correlación óptica.
La velocidad de superficie o lineal se refiere al avance según una dirección; la multidimensional considera el movimiento en x e y con reconocimiento del sentido.
El VLM500 ofrece una incertidumbre inferior al 0,025 %; el VLM60 inferior al 1 %, con medición hasta 0 m/s.
Sí, el VLM500 mide hasta 50 m/s (3000 m/min en rango extendido) manteniendo una elevada exactitud.
Las páginas de esta sección ↑ arriba
Las páginas de profundización de esta magnitud: técnicas, criterios de selección y familias de instrumentos.
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