Bezkontaktowy pomiar prędkości i drogi – porównanie czujników VLM500 i VLM60 firmy Astech

Firma Astech, znana z niezawodnych rozwiązań pomiarowych, oferuje dwa nowoczesne czujniki: VLM500 oraz VLM60. Choć oba urządzenia są przeznaczone do bezkontaktowego pomiaru prędkości i drogi, to różnią się istotnie pod względem niektórych parametrów technicznych i aplikacji, w których mogą być wykorzystane. W tym artykule przedstawione zostaną kluczowe różnice i podobieństwa między tymi czujnikami. Takie zestawienie zdecydowanie ułatwi proces doboru odpowiedniego sprzętu do Państwa aplikacji.

Zasada działania i zakres pomiarowy

Czujnik VLM500 działa w oparciu o metodę Dopplera. Emitowane światło z diody LED (bezpieczne białe światło) odbija się od powierzchni poruszającego się obiektu. Ruch tego obiektu powoduje przesunięcie częstotliwości odbitego światła – tzw. przesunięcie Dopplera. Czujnik analizuje to przesunięcie i na jego podstawie oblicza prędkość i przebytą drogę obiektu – bez kontaktu fizycznego. Ta metoda zapewnia bardzo wysoką dokładność pomiaru – nawet do ±0,1%.

Źródłem światła w czujniku VLM60 jest automatycznie sterowana, bezpieczna dla ludzkiego oka, wiązka światła z białej diody LED, która oświetla powierzchnię mierzonego przedmiotu. Odbite od powierzchni światło jest projektowane na czujniku zintegrowanym z precyzyjną optyką. W ten sposób ruch obiektu jest mierzony za pomocą metody korelacji. Prędkość mierzonego obiektu jest wykrywana dwukierunkowo, a dodatkowo w obu osiach jednocześnie (x oraz y). Ta metoda zapewnia wysoką dokładność pomiaru – ±1%, pod warunkiem, że jakość sygnału przekracza 80%.

Zakres prędkości, który obsługują te urządzenia, różni się znacząco. VLM500 oferuje szeroki zakres – od 0,08 do 6.000 m/min (w zależności od wersji), natomiast VLM60 ogranicza się do 0–300 m/min, co sprawia, że lepiej sprawdzi się w wolniejszych procesach produkcyjnych.

Kierunek pomiaru i detekcja

VLM500 mierzy w jednym kierunku (±X), natomiast VLM60 umożliwia pomiar w dwóch kierunkach (±X i ±Y), co może być istotnym atutem w bardziej złożonych aplikacjach. Dodatkowo, VLM60 ma wbudowaną automatyczną detekcję kierunku ruchu, natomiast w VLM500 funkcja ta jest opcjonalna i wymaga aktywacji poprzez interfejs.

Interfejsy i integracja

Oba modele są wyposażone w nowoczesne interfejsy komunikacyjne, takie jak USB, Profinet, Profibus i Ethernet. VLM500 oferuje dodatkowo więcej opcji, jak RS232, RS422, RS485, wyjścia analogowe oraz różne wyjścia impulsowe (24V i 5V-TTL). Czyni to z niego bardziej elastyczne rozwiązanie do integracji z różnorodnymi systemami przemysłowymi.

Instalacja

Montaż czujnika VLM500 powinien odbywać się poprzecznie do kierunku ruchu mierzonego obiektu. Standardowy kierunek ruchu (do przodu) określa się od spodu obudowy do pokrywy obudowy. Kierunek ruchu oznaczony jest strzałką na obudowie urządzenia. Montaż mozna wykonać zarówno w kierunku dodatnim, jak i ujemnym – należy jednak pamiętać o odpowiednim skonfigurowaniu parametru Direction w oprogramowaniu konfiguracyjnym. Należy ściśle przestrzegać odległości roboczej (odległości między okienkiem soczewki, a powierzchnią materiału) – w zależności od wersji czujnika VLM500 185 mm, 240 mm lub 330 mm.

Czujnik VLM60 powinien być zamontowany w taki sposób, aby okno czujnika było równoległe do powierzchni obiektu. W normalnych warunkach pomiarowych kąty pochylenia (pitch) i przechyłu (roll) wynoszą 0°. Maksymalna dopuszczalna tolerancja dla tych dwóch kątów to ±2°. Ponieważ VLM60 może mierzyć prędkość zarówno w kierunku X, jak i Y, kąt odchylenia (yaw) może być dowolny. Zaleca się montaż urządzenia z kątem yaw równym 0°, tak aby orientacja urządzenia odpowiadała głównemu kierunkowi ruchu obiektu, tj. od dolnej części obudowy w kierunku pokrywy. 

Nominalna odległość robocza WD dla VLM60 wynosi 100 mm. Odległość ta jest mierzona bezpośrednio od strony okna do powierzchni pomiarowej. Dopuszczalna tolerancja (zmienność odległości) wynosi ±10 mm.

Wnioski i podsumowanie

VLM500 to urządzenie przeznaczone do najbardziej wymagających aplikacji przemysłowych, oferujące najwyższą precyzję i szeroką kompatybilność z systemami automatyki. VLM60 natomiast to ekonomiczna i kompaktowa alternatywa dla mniej wymagających zastosowań, w których kluczowe są prostota obsługi, możliwość pomiaru przy zerowej prędkości i atrakcyjna cena.

Oba modele bazują na bezpiecznym świetle białym z mocnej diody LED, mają stopień ochrony IP65 i są objęte 5-letnią gwarancją.

	VLM500	VLM60
Zakres pracy	185 mm ± 15 mm VLM500A, L 240 mm ± 15 mm VLM500D 330 mm ± 30 mm VLM500E	100 mm ± 10 mm
Zakres mierzonej prędkości	0,35 – 3.000 m/min VLM500A 0,18 – 2.400 m/min VLM500D 0,08 – 6.00 m/min VLM500L 0,41 – 2.700 m/min VLM500E	0 – 300 m/min
Zasada działania	Metoda Dopplera	Metoda korelacji
Pomiar zerowej prędkości	Nie Patrz: Zakres mierzonej prędkości	Tak
Kierunki pomiarów	±X (jeden kierunek)	±X i ±Y (wszystkie kierunki na płaszczyźnie)
Wykrywanie kierunku	Opcjonalne (przez interfejs lub automatycznie)	Automatycznie
Dokładność pomiarów	± 0.1%	± 1% (dla jakości sygnału >80)
Mierzone obiekty	Wszystkie stałe obiekty	Większość stałych obiektów
Zależność od powierzchni obiektu	Nie	Czasami
Możliwość kalibracji	Tak	Nie
Interfejsy (standardowe i opcjonalne)	USB, RS232, RS485, RS422, sygnał prądowy, sygnał HTL/TTL, Profibus, Profinet, Ethernet, wej./wyj. cyfrowe	USB, sygnał TTL, Profinet, Profibus, Ethernet
Wymiary obudowy	260 mm x 160 mm x 90 mm	132 mm x 140 mm x 60 mm
Obudowa ochronna	Opcjonalnie	Nie
Wielkość plamki LED	~20 mm x 20 mm	~15 mm x 15 mm
Mierzony fragment	~15 mm x 0,03 mm (linia)	~3 mm x 3mm (kwadrat)
W zestawie	VLM500, interfejs konfiguracyjny (USB lub RS232), kabel zasilający 5 m, pamięć USB z oprogramowaniem i dokumentacją, przymiar dystansu roboczego, wydrukowana lista parametrów i schemat okablowania	VLM60, interfejs konfiguracyjny USB, kabel połączeniowy 5 m,, pamięć USB z oprogramowaniem i dokumentacją, przymiar dystansu roboczego, wydrukowana lista parametrów i schemat okablowania
Opcjonalne akcesoria	Przewód do programowania, dodatkowe interfejsy, podstawka montażowa, wyposażenie ochronne	Przewód do programowania, dodatkowe interfejsy, podstawka montażowa
Cena	$$	$