Sistemi a sensori industriali con soluzioni laser VCSEL versatili

I sensori industriali utilizzano la tecnologia VCSEL per le applicazioni più disparate in ambienti impegnativi e in codizioni estreme. I vantaggi sono la potenzialità e l'economicità elevate.

Introduzione

Vantaggi

Campi applicativi

Moderna tecnologia VCSEL per sistema a sensori industriali in ambienti impegnativi

Gli array VCSEL vengono impiegati in diversi ambienti di produzione, lavorazione e automazione, tra cui nei sensori intelligenti come i sensori di pressione e temperatura, nonché le soluzioni per l'Industria 4.0. Come soluzioni ad alta efficienza e facili da installare sono disponibili in alloggiamenti TO sigillati ermeticamente e sono adatti anche ad ambienti avversi. Sul mercato dei sensori industriali i VCSEL portano avanti diversi altri tipi di sensori e sensori 3D, tra cui i sensori di livello, gas, immagini, flusso, posizione, distanza, umidità e automazione. A sfruttare la tecnologia dei sensori VCSEL sono anche molti altri sensori impiegati nelle applicazioni high-tech, come la diagnostica per immagini 3D, i componenti della robotica industriale, il monitoraggio o la manutenzione predittiva.

Perché utilizzare i laser VCSEL per i sistemi a sensori industriali?

I laser VCSEL sono sorgenti di luce affidabili e ad alte prestazioni per le applicazioni con sensori nell'industria. I Single Mode VCSEL negli alloggiamenti TO sono perfetti per ambienti industriali complessi. Sono versatili, convenienti e facili da integrare nei processi di produzione.

Realizzati per condizioni impegnative e avverse

I VCSEL sono disponibili in alloggiamenti TO a tenuta ermetica. Sono estremamente resistenti ai danni, persino in condizioni di produzione industriale impegnative.

Controllo preciso

I VCSEL con alloggiamento TO sono disponibili anche con TEC integrato e termistore per il controllo preciso della temperatura laser.

Disponibili in diverse lunghezze d'onda

Per molteplici requisiti applicativi sono disponibili delle soluzioni versatili con sensori industriali dalle lunghezze d'onda comprese tra 760 nm e 940 nm.

Potenza ridotta

La piattaforma Single Mode VCSEL è concepita per un consumo di corrente estremamente ridotto e un'elevata potenza di uscita.

Insieme a TRUMPF abbiamo sviluppato un nuovo e robusto sensore ottico 3D per la misurazione della velocità e della distanza. Grazie all'approccio VCSEL i nostri clienti ora possono portare a termine dei lavori di misurazione per cui finora mancava un'apposita tecnologia a sensori. Si tratta di una novità entusiasmante anche perché il processo senza contatto è facile da adattare alle esigenze del momento tramite software.

Heiko Krebs

Senior Vice President Product Management, SICK AG

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I nostri esperti TRUMPF per i sistemi a sensori industriali sono a vostra disposizione. Siamo lieti di discutere dei vostri requisiti specifici.

Richiesta di consulenza

Dove si uilizza la tecnologia VCSEL per le soluzioni con sensori industriali?

I sistemi a sensori industriali offrono numerosi campi applicativi per la tecnica di misurazione laser senza contatto, come ad es. la misurazione di ossigeno, i codificatori industriali, gli orologi atomici, la misurazione di velocità, profondità e distanza nonché di prossimità in diversi tipi di macchine.

Misurazione di ossigeno e sistema a sensori di gas

I sensori ottici possono misurare le particelle nell'ambiente mediante la tecnologia VCSEL. I Single Mode VCSEL sono eccellenti per applicazioni TDLAS (Tunable Diode Laser Absorption Spectroscopy). La ridotta ampiezza di linea e la regolazione precisa con TEC rendono il Single Mode VCSEL un'ottima scelta per i sistemi TDLAS. Tra i campi applicativi figurano ad esempio il monitoraggio, il controllo e la misurazione della pressione in diversi ambienti industriali come l'industria chimica e farmaceutica.

Schematische Zeichnung eines FTIR Spektrometers

Spettrometro FTIR

La FTIR, o spettroscopia a infrarossi a trasformata di Fourier, offre delle rapide misurazioni ottiche a infrarossi con buona qualità del segnale. I Single Mode VCSEL a temperatura stabilizzata sono ideali per la FITR in quanto presentano una ridotta dipendenza dalla temperatura della lunghezza d'onda d'emissione (0,06 nm/K). La tipica emissione spettrale in banda stretta di 100 MHz supporta inoltre i requisiti delle applicazioni FTIR.

Codificatori

I codificatori ottici richiedono dei segnali e un'affidabilità altamente precisi in condizioni di funzionamento impegnative. Le soluzioni Single Mode VCSEL con blocco della polarizzazione sono i componenti giusti per questo compito in quanto presentano un profilo del raggio di forma gaussiana, una bassa potenza elettrica assorbita, un'elevata lunghezza di coerenza e un'affidabilità straordinaria.

Misurazione di velocità e distanza

La misurazione di velocità e distanza per misurare in modo preciso, affidabile e senza contatto gli oggetti viene impiegata in moltissimi processi industriali, tra cui ad es. la misurazione delle lunghezze di taglio, la regolazione della velocità nei processi da coil a coil o nella stampa (tessuti, tessuti non tessuto ecc.). I VCSEL con interferometria automiscelante (SMI) sono perfetti a tal scopo. Nel caso di VCSEL con fotodiodo integrato (ViP), il fotodiodo misura l'inteferenza del segnale luminoso, mentre il sistema calcola la velocità del movimento in base alla differenza di frequenza. Il sensore rileva direttamente la velocità e la direzione, e indirettamente la posizione e l'espansione del pezzo.

Sensori di particelle

Le piccole particelle con dimensioni comprese tra 0,5 e 10 µm possono essere rilevate con alta precisione in tempo reale utilizzando sensori basati su VCSEL. I piccoli diodi laser sono facili da integrare in moduli e sistemi e non richiedono manutenzione. La contaminazione o la luce del sole non influiscono sui sensori VCSEL e le soluzioni basate su VCSEL possono essere utilizzate sia all'interno che all'esterno.
I VCSEL con fotodiodo integrato (ViP) consentono il metodo di misurazione SMI (self-mixing inference, interferometria automiscelante), in modo che il sensore sia contemporaneamente una sorgente di luce e possa anche elaborare ulteriormente la luce riflessa.

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