Las tecnologías ópticas y láser permiten medir la velocidad y la longitud de un material en movimiento sin ningún contacto físico. En esta página analizamos, con un enfoque técnico, los principios en los que se basan los velocímetros y encoders ópticos ASTech: el filtro espacial de la serie VLM500 y la correlación óptica de la serie VLM60. Además, comparamos estos métodos con la velocimetría láser Doppler, ampliada en la página Doppler y correlación óptica.
El objetivo es proporcionar los criterios técnicos para entender qué principio óptico conviene adoptar en función de la velocidad, la precisión y el tipo de superficie. Esta página forma parte de la sección Tecnologías; para los casos de uso reales le remitimos a la sección Aplicaciones y soluciones.
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El principio de la medición óptica sin contacto
Toda superficie, incluso una aparentemente lisa, presenta a nivel microscópico una granularidad que difunde la luz de manera característica. Cuando el material avanza, este patrón luminoso se desplaza ante el sensor. Analizando el movimiento del patrón es posible deducir la velocidad del material y, por tanto, por integración en el tiempo, su longitud. Al no haber contacto, la medición es inmune al deslizamiento y al desgaste y sigue siendo válida incluso en materiales calientes, finos o delicados.
Filtro espacial con sensor CCD
En la técnica del filtro espacial, la luz reflejada por la superficie se proyecta sobre un sensor CCD que actúa como red óptica. El resultado es una señal cuya frecuencia es proporcional a la velocidad del material. Es un principio robusto y muy preciso, adecuado para altas velocidades.
La serie VLM500 emplea este método y alcanza velocidades de hasta 50 m/s (3.000 m/min en campo extendido) con una incertidumbre inferior al 0,025 % a la distancia nominal.
Correlación óptica de imágenes
En el método de correlación, un sensor de imagen adquiere fotogramas sucesivos de la superficie; comparándolos, el instrumento calcula el desplazamiento del material en las direcciones x e y, reconociendo también el cambio de dirección. Al no requerirse una velocidad mínima, la medición es válida hasta 0 m/s.
En este principio se basa el VLM60, encoder óptico compacto concebido como sustituto directo de las ruedas de medición, con salida incremental TTL compatible con los sistemas existentes.
Luz LED, no láser: seguridad y estabilidad
Una característica distintiva de los instrumentos ASTech VLM es el empleo de iluminación LED de luz blanca en lugar de fuentes láser. En consecuencia, no son necesarias precauciones de seguridad láser y se evita el fenómeno del speckle coherente. No obstante, cuando se habla de velocimetría óptica industrial conviene conocer también el enfoque láser Doppler, que presentamos por completitud técnica.
Filtro espacial, correlación o Doppler: cómo elegir
En síntesis: el filtro espacial (VLM500) es la opción para alta velocidad y alta precisión; la correlación (VLM60) es ideal para bajas velocidades, arranques/paradas y sustitución de ruedas de medición; la velocimetría láser Doppler se emplea en mediciones de laboratorio y en casos particulares. Para una comparación detallada de ventajas y límites, continúe con la página Doppler y correlación óptica.
Ventajas técnicas de las soluciones ópticas ASTech
- Medición sin contacto sobre casi todos los materiales
- Filtro espacial para velocidades de hasta 50 m/s e incertidumbre < 0,025 % (VLM500)
- Correlación óptica para medición hasta 0 m/s (VLM60)
- Iluminación LED de luz blanca, sin riesgos láser
- Salidas de encoder, analógicas y buses de campo para una integración sencilla
Ampliaciones y productos
Las tecnologías descritas están implementadas en los productos siguientes. Para los datos completos y los accesorios, consulte las páginas respectivas.
Velocímetros ópticos VLM500
Velocidades hasta 50 m/s, incertidumbre < 0,025 %, filtro espacial CCD.
Encoder óptico VLM60
Sustituto de las ruedas de medición, medición hasta 0 m/s, método por correlación.
Velocímetros y encoders ópticos
Panorámica de la familia de velocímetros y encoders ópticos sin contacto.
Preguntas frecuentes
El filtro espacial genera una señal cuya frecuencia es proporcional a la velocidad, ideal para altas velocidades y alta precisión (VLM500). La correlación compara imágenes sucesivas de la superficie y mide el desplazamiento incluso a velocidad nula (VLM60).
No. La serie VLM utiliza iluminación LED de luz blanca, sin láser: esto elimina los requisitos de seguridad láser y el fenómeno del speckle coherente.
Para las altas velocidades, hasta 50 m/s, y para la máxima precisión la elección es el filtro espacial de la serie VLM500.
El método de correlación de la serie VLM60, que no tiene velocidad mínima y mide de forma fiable hasta 0 m/s.
Sí. El ajuste automático del tiempo de exposición y de la luminosidad permite la medición en una amplia gama de superficies, incluidas las brillantes, oscuras o de contraste variable.
Campos de trabajo, distancias y campo de medida
Un aspecto práctico en la elección de un velocímetro óptico es la distancia de trabajo, es decir, la distancia entre el instrumento y la superficie del material. La serie VLM500 está disponible en versiones con distancia nominal de 185, 240 o 330 mm y tolerancia variable, para adaptarse a las limitaciones mecánicas y a las oscilaciones del material (flotación de la banda). A cada versión le corresponde un campo de medida distinto, desde las bajas velocidades hasta 3.000 m/min en campo extendido. El VLM60, en cambio, trabaja a una distancia cercana de 100 mm, ideal para instalaciones compactas.
La elección correcta de la distancia y del campo de medida garantiza que el instrumento trabaje en su punto óptimo, donde la incertidumbre es mínima. Por este motivo, en la fase de proyecto es importante considerar no solo la velocidad de línea, sino también la geometría del paso del material.
Alineación, accesorios y protección
Para obtener la máxima precisión, los instrumentos ópticos disponen de accesorios específicos: placas y escuadras de fijación, unidades de alineación, visualizadores digitales y analógicos, además de carcasas de protección con refrigeración y presurización por aire para los entornos más severos. Por ejemplo, en presencia de polvo, vapores o calor radiante, una carcasa presurizada mantiene limpia la ventana óptica y estable la medición en el tiempo.
Todos estos elementos hacen de las tecnologías ópticas no un simple sensor, sino una solución de medición completa, integrable de forma fiable en las líneas existentes.
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