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Sensore di distanza laser con tecnologia PMD Time of Flight

Principio di funzionamento per una misurazione estremamente precisa

Il sensore utilizza il laser per trasmettere un'onda luminosa modulata che viene riflessa dall'oggetto da misurare. La posizione di fase del segnale luminoso riflesso ricevuto viene confrontata con la posizione di fase della luce trasmessa. In base allo spostamento di fase, cioè la "distanza" tra le creste dell'onda, si determina il tempo di volo della luce e si calcola la distanza tra il sensore e l'oggetto.

  • Affidabile rilevamento ottico della distanza con portata elevata
  • Ottima resistenza alla riflessione e soppressione dello sfondo per commutazioni sicure
  • Elevata precisione per il rilevamento di pezzi piccoli
  • Misurazione indipendente dal colore anche con superfici difficili
  • Varianti con classe di protezione laser 1 o 2

Precisione millimetrica

I sensori PMD di ifm utilizzano un design "system-on-chip": sia l'elemento sensore che l'elettronica per la valutazione del segnale sono integrati su un unico chip di silicio chiamato Photonic Mixer Device (PMD). Vantaggio: questo innovativo design ifm garantisce un'elevata precisione di misura in un corpo compatto e compatibile con applicazioni industriali, ad un costo decisamente inferiore rispetto ai sistemi tradizionali.

Con un punto luminoso laser estremamente piccolo, i sensori sono perfettamente adatti al rilevamento di piccoli pezzi, ad es. in applicazioni a prova di errore.

Rilevamento affidabile di superfici difficili

La particolarità della tecnologia PMD? Il sensore misura la distanza indipendentemente dal colore della superficie. Anche le sorgenti luminose di interferenza, le superfici riflettenti bagnate da un film di olio oppure oggetti molto scuri non sono un problema. L'angolo d'impatto sull'oggetto può essere fino a 20°.

I sensori PMD rilevano gli oggetti con la classe di protezione laser 1, che non è pericolosa per gli occhi. L'ottima resistenza alla riflessione e la soppressione dello sfondo, insieme all'alta capacità di riserva, contribuiscono ad un funzionamento affidabile. Il punto di commutazione viene impostato in modo semplice, con una precisione millimetrica, tramite 3 pulsanti oppure, in alternativa, tramite IO-Link. Inoltre, può essere trasmesso anche l'attuale valore della distanza.

Tecnica di triangolazione con il profiler PMD

Il sensore lavora secondo il principio della triangolazione. Per questo scopo è dotato di un’unità di proiezione che proietta una linea laser sulla superficie da misurare. Questa linea viene riflessa e rilevata nuovamente da un elemento ricevente (chip PMD). Ma rispetto all’unità di riflessione ha un chiaro disallineamento angolare, perciò è in grado di rilevare il profilo in altezza.

Il campo di misura è situato ad una distanza di 150 - 300 mm davanti al sensore. A causa della prospettiva dell’elemento ricevente, la lunghezza della linea laser dipende dalla distanza del sensore dall’oggetto target (più è breve la distanza dal sensore, più è corta la linea). Anche quando la distanza tra sensore e oggetto cambia, le proporzioni dell’oggetto restano invariate. Di conseguenza, la misurazione del profilo è indipendente dalla distanza. Ciò rende molto semplice l’orientamento e il posizionamento del sensore.

Sensore 3D O3D con tecnologia a tempo di volo PMD

Tempo di volo (ToF). Misurando il tempo di volo, i valori di distanza tra i singoli pixel e l'oggetto possono essere rilevati contemporaneamente ai valori della scala di grigi a livello di pixel. Questo garantisce che l'informazione 3D sia generata direttamente e in tempo reale. La tecnologia ToF più diffusa è conosciuta come PMD (Photonic Mixer Device).

Con la tecnologia a tempo di volo, le scene e gli oggetti vengono rilevati con una sola ripresa di 23.232 pixel in modo tridimensionale e senza effetto mosso. La scena da misurare viene illuminata con una luce infrarossa modulata e invisibile; la luce riflessa colpisce il sensore PMD.