A velocimetria óptica industrial pode ser baseada em diferentes princípios físicos: o efeito Doppler , a correlação de imagens e a filtragem espacial . Nesta página teórica, comparamos esses métodos para esclarecer suas vantagens, limitações e áreas de aplicação, com referência aos velocímetros e encoders ópticos da ASTech . Esta página complementa a discussão iniciada em Óptica e LASER , na seção Tecnologias.
Quer ajuda na escolha do produto?
O efeito Doppler na medição de velocidade
A velocimetria Doppler a laser (LDV) explora a mudança de frequência da luz dispersa por um objeto em movimento: dois feixes de laser coerentes se cruzam e geram um padrão de interferência; partículas ou superfícies que cruzam esse padrão produzem um sinal cuja frequência é proporcional à velocidade. É um método extremamente preciso, amplamente utilizado em laboratórios e em dinâmica de fluidos. No entanto, requer fontes de laser coerentes, alinhamento cuidadoso e, frequentemente, condições controladas. Por esse motivo, em linhas de produção contínuas, outros princípios ópticos são mais práticos e robustos.
A correlação óptica
O método de correlação adquire imagens sucessivas da superfície e calcula seu deslocamento comparando-as. É inerentemente bidirecional e não requer velocidade mínima: a medição permanece válida mesmo quando o objeto está parado. Além disso, tolera bem superfícies com contraste variável.
Este é o princípio do codificador óptico VLM60 , projetado como um substituto direto para rodas de medição, com incerteza inferior a 1% na faixa de 0 a 300 m/min.
O filtro espacial
O filtro espacial produz um sinal cuja frequência é diretamente proporcional à velocidade do material, com altíssima precisão e ampla faixa dinâmica. Essa é a tecnologia do VLM500 , capaz de medir até 50 m/s com uma incerteza inferior a 0,025%.
Em comparação com o efeito Doppler, o filtro espacial iluminado por LED não requer fontes coerentes nem precauções de segurança a laser, mantendo a robustez industrial e a facilidade de instalação.
Comparação dos três métodos
| Critério | Filtro espacial (VLM500) | Correlação (VLM60) | Ultrassom Doppler a Laser (LDV) |
|---|---|---|---|
| Velocità massima | até 50 m/s | 0…5 m/s | muito alto |
| Velocidade mínima | baixo | 0 m / s | baixo |
| Incerteza típica | <0,025% | <1% | muito baixo |
| fonte | luz branca LED | luz branca LED | laser coerente |
| Uso típico | linhas de alta velocidade | substituição de rodas de medição | laboratório, dinâmica de fluidos |
Qual princípio para qual aplicação?
Na prática, para linhas industriais de alta velocidade (siderurgia, trefilação, conversão), o filtro espacial do VLM500 oferece o melhor compromisso entre precisão e robustez. Para medir a troca de rodas e movimentos lentos, a correlação do VLM60 é a escolha natural. Por fim, a velocimetria Doppler a laser continua sendo a opção preferencial para aplicações de medição de precisão em laboratório. Por exemplo, uma linha de laminação a quente exige alta velocidade e robustez: o VLM500 é a solução técnica mais adequada.
Vantagens das soluções ASTech
- Dois princípios complementares (filtragem espacial e correlação) para abranger todo o campo de velocidades.
- Precisão de até < 0,025% e medição de até 0 m/s, dependendo do modelo.
- Iluminação LED branca, sem riscos de laser
- Robustez industrial IP 65 e fabricado na Alemanha.
- Fácil integração através de saídas de encoder, analógicas e de barramento de campo.
Conteúdos relacionados
Velocímetros Ópticos VLM500
Velocidade de até 50 m/s, incerteza < 0,025%, filtro espacial CCD.
Codificador óptico VLM60
Substituto para rodas de medição, mede até 0 m/s, método de correlação.
Velocímetros com codificador óptico
Visão geral da família de velocímetros e codificadores ópticos sem contato.
Perguntas Frequentes
É uma técnica que mede a velocidade explorando a mudança de frequência da luz laser dispersa por um objeto em movimento. É altamente precisa, mas requer fontes de laser coerentes e alinhamento preciso, razão pela qual a filtragem espacial ou a correlação são frequentemente preferidas em linhas de produção.
A correlação compara imagens de superfície sucessivas e mede o deslocamento mesmo a 0 m/s (VLM60). O filtro espacial gera um sinal de frequência proporcional à velocidade, ideal para altas velocidades e alta precisão (VLM500).
O filtro espacial da série VLM500 oferece uma incerteza inferior a 0,025%; a velocimetria Doppler a laser pode atingir altíssimas precisões em laboratório, enquanto a correlação VLM60 apresenta uma incerteza inferior a 1%.
Não: As séries VLM500 e VLM60 utilizam filtragem espacial e correlação óptica com iluminação LED, respectivamente, e não o efeito Doppler. O efeito Doppler é discutido aqui para fins de comparação.
A velocidade, a precisão necessária e o tipo de superfície são avaliados: filtragem espacial para altas velocidades, correlação para baixas velocidades e medição da substituição da roda. O suporte técnico da RODER ajuda você a escolher o modelo certo.
Luz coerente, speckle e estabilidade do sinal
Uma diferença substancial entre os métodos diz respeito à fonte de luz. A velocimetria Doppler a laser requer luz coerente , que, no entanto, gera o fenômeno de speckle : um padrão granular que pode interferir na medição em superfícies irregulares. As tecnologias da ASTech, por outro lado, utilizam LEDs de luz branca não coerente , reduzindo esse efeito e simplificando a instalação, já que não são necessárias as precauções de segurança típicas de sistemas a laser de alta gama.
Como resultado, a filtragem espacial e a correlação óptica oferecem um excelente equilíbrio entre precisão e robustez em condições reais de fábrica, onde vibrações, poeira e variações de superfície são comuns.
Resolução, tempo de atualização e dinâmica
Além da incerteza, a resolução e o tempo de atualização também são importantes . O VLM500, por exemplo, atualiza a medição em intervalos de submilisegundos e oferece uma média móvel configurável, útil para estabilizar o sinal sem perder a prontidão. Sua saída de encoder possui alta resolução, com uma ampla faixa de frequência de pulso. Essa alta faixa dinâmica permite rastrear transientes rápidos, como partidas de linha ou mudanças de processo, mantendo também a precisão da medição de comprimento por integração.
Em última análise, a escolha do princípio ótico correto não se resume apenas à velocidade máxima: é importante avaliar todo o comportamento dinâmico em relação à aplicação. O suporte técnico da RODER ajuda a traduzir esses parâmetros na configuração mais adequada. Também é importante lembrar que, mesmo com o mesmo princípio, a qualidade da superfície, a distância de trabalho e a presença de vibrações influenciam o resultado final. Portanto, uma avaliação preliminar da aplicação, realizada com nossos técnicos, permite uma escolha totalmente informada entre filtragem espacial e correlação óptica, evitando superdimensionamento desnecessário e garantindo máxima repetibilidade ao longo do tempo.
Produtos relacionados
Ferramentas RODER para esta aplicação. Consulte as páginas relevantes do catálogo para obter modelos, dados técnicos e documentação.
Velocímetros com codificador óptico
Velocímetros VLM para medição sem contato de velocidade e comprimento.
Medidores de distância industrial LASER
Medidores de distância a laser LDM para medição de distância, posição e nível sem contato.
Contatos e informações
Contato para informações gerais: info@roder.it
Divisão de Visão Artificial da RODER: www.rodervision.com
Divisão de Instrumentos RODER: www.innovacheck.com
Mais informações sobre RODER: sobre nós
As informações contidas neste site são fornecidas apenas para fins informativos. Embora compiladas com o máximo cuidado, não constituem uma oferta contratual nem um compromisso vinculativo de fornecimento. Podem conter erros de transcrição, tradução ou tipográficos. Para obter informações precisas e atualizadas, entre em contato diretamente com nossa empresa.
Nota: Algumas imagens neste site foram geradas intencionalmente usando inteligência artificial (IA). Isso ocorre porque, para muitas aplicações e projetos, fotografias da instalação ou sistema real não podem ser divulgadas devido a acordos de confidencialidade, cláusulas contratuais e acordos de não divulgação (NDAs).
Você precisa estar conectado para postar um comentário.