Vibrómetro láser HeNe.
- Medición a través de líquidos: El agua apenas absorbe la longitud de onda de 632,8 nm, por lo que resulta ideal para realizar mediciones a través de agua, fluidos biológicos o medios transparentes.
- Tamaños de punto mínimos: Los láseres HeNe alcanzan tamaños de punto del orden de 3 µm, óptimos para medir vibraciones en microestructuras.
- Baja carga térmica sobre los componentes: La baja potencia del láser, inferior a 1 mW, minimiza la absorción de calor por el objeto de medición, lo que resulta ventajoso para MEMS delicados y estructuras sensibles a la temperatura.
Los vibrómetros con láser de helio-neón (HeNe) utilizan luz láser roja visible con una longitud de onda de 632,8 nm. Permiten medir vibraciones con precisión a través de líquidos y obtener puntos especialmente pequeños para aplicaciones en microestructuras.
¿Qué es un vibrómetro láser HeNe?
Un vibrómetro láser HeNe es un instrumento de medición sin contacto que permite detectar vibraciones. Su principio de medición se basa en el efecto Doppler: el haz láser se dirige hacia una superficie vibrante y el desplazamiento de frecuencia de la luz reflejada es proporcional a la velocidad de vibración de la superficie.
HeNe significa helio-neón y designa un láser de gas que emite luz en la región roja visible del espectro. Los vibrómetros láser HeNe de Optomet operan con una longitud de onda de 632,8 nm, visible para el ojo humano y con propiedades físicas que ofrecen ventajas para determinadas tareas de medición.
La menor longitud de onda permite obtener tamaños de punto especialmente reducidos, del orden de 3 µm, ideales para realizar mediciones en microestructuras. Además, el agua apenas absorbe la luz de 632,8 nm, lo que permite medir a través de líquidos. La baja potencia láser, inferior a 1 mW, minimiza la carga térmica sobre componentes sensibles.
Especificaciones técnicas:
| Valor | |
|---|---|
| Longitud de onda del láser de medición | 632,8 nm (visible, rojo) |
| Láser piloto | No es necesario (el láser de medición es visible) |
| Clase del láser de medición | Clase 2, < 1 mW |
¿SWIR o HeNe?
SWIR (1550 nm) es la opción estándar para la mayoría de las aplicaciones – especialmente con superficies oscuras, materiales compuestos de fibra y grandes distancias de medición. Además, SWIR ofrece una relación señal-ruido considerablemente mayor.
HeNe (632,8 nm) es idóneo para realizar mediciones a través del agua u otros líquidos, ya que estos absorben intensamente la radiación SWIR.
Aplicaciones habituales de un vibrómetro láser HeNe
Las propiedades físicas de los láseres HeNe —baja absorción en agua, reducido tamaño de punto y baja potencia láser— los hacen idóneos para tareas de medición específicas.
Mediciones a través del agua y otros líquidos
El agua absorbe intensamente la radiación SWIR de 1550 nm. Los láseres HeNe de 632,8 nm atraviesan medios acuosos con poca atenuación.
Esto permite medir las vibraciones de objetos sumergidos o realizar mediciones a través de líquidos, por ejemplo, en tecnología médica, biología o acústica submarina.
MEMS y microestructuras
Para medir estructuras MEMS (Micro-Electro-Mechanical Systems), como voladizos, resonadores o microespejos, es esencial contar con un tamaño de punto reducido.
Los láseres HeNe alcanzan tamaños de punto del orden de 3 µm. Su baja potencia minimiza la carga térmica, ya que incluso un ligero calentamiento puede deformar las microestructuras sensibles.
Ambas tecnologías láser tienen sus ventajas; la elección depende de la aplicación. La siguiente tabla resume las principales diferencias.
Comparativa: vibrómetros láser HeNe frente a SWIR
 |  | |
|---|---|---|
| Longitud de onda | 632,8 nm (visible, rojo) | 1550 nm (invisible) |
| Clase de láser | Clase 2, < 1 mW | Clase 1, < 10 mW |
| Gafas de protección necesarias | No | No |
| Comportamiento de retrodispersión | En superficies metálicas y reflectantes | Mejor en superficies oscuras, mates y reforzadas con fibra |
| Comportamiento de retrodispersión | Limitado en superficies difíciles | Mejor retrodispersión en superficies negras, mates y reforzadas con fibra |
| Preparación de la superficie | Según la superficie, se requiere una lámina o un espray retrorreflectante | Por lo general, no es necesaria |
| Medición a través de líquidos | Sí – baja absorción a 632,8 nm | No – alta absorción a 1550 nm |
| Medición en superficies calientes | Limitada – la emisión térmica puede causar interferencias | Sí – insensible a la radiación térmica |
| Grandes distancias de medición | Limitadas | Sí – más de 300 m (p. ej., puentes, rotores y fachadas) |
| Ancho de banda de frecuencia | DC – 25 MHz | DC – 50 MHz (Serie SMART) |
| Velocidad máx. de vibración | Hasta 10 m/s | Hasta 50 m/s (SMART Series) |
| Vida útil de la fuente láser | Limitada – el tubo HeNe se degrada con el tiempo (aprox. 10.000 h) | Larga – no requiere sustitución periódica |
| Tamaño del punto (con la misma óptica) | Menor gracias a la longitud de onda más corta (factor de 2 a 2,5) | Mayor debido a la longitud de onda más larga |
| Productos de Optomet | Vector Series, vibrómetro de barrido HeNe | Serie SMART, Serie Nova, Serie Fiber |
Vibrómetros láser Optomet con láser HeNe
Optomet ofrece vibrómetros láser HeNe para aplicaciones que requieren un haz láser visible o un diámetro de punto especialmente pequeño. Estos productos pertenecen a la CLASSIC Series.
Vector Series
La Vector Series es la línea de productos de Optomet para vibrometría láser HeNe monopunto. Gracias a su longitud de onda relativamente corta (632,8 nm), el haz láser puede enfocarse hasta obtener un diámetro de punto muy pequeño. La Vector Series permite medir vibraciones sin contacto en objetos de tamaño tanto microscópico como macroscópico.
| Descripción | |
|---|---|
| Vector Estándar | Vibrómetro monopunto con láser HeNe visible para realizar mediciones a través de líquidos y sobre superficies reflectantes |
| Vector Micro-Óptica | Sistema especializado para medir objetos diminutos, con un punto láser de aprox. 3 µm y una cámara 4K integrada |
| Vibrómetro de barrido HeNe | Sistema de barrido con láser HeNe para el análisis de vibraciones de campo completo en objetos pequeños y placas de circuito impreso |
FAQ: Vibrómetro láser HeNe
¿Cuándo conviene utilizar un vibrómetro láser HeNe?
Los vibrómetros láser HeNe son la opción adecuada para dos aplicaciones principales:
- Mediciones a través de líquidos: A 632,8 nm, la absorción en el agua es baja. En cambio, la radiación SWIR (1550 nm) se absorbe en gran medida.
- Mediciones en microestructuras: La menor longitud de onda permite obtener un punto láser más pequeño, ideal para componentes electrónicos, MEMS o placas de circuito impreso.
¿Es seguro para los ojos un vibrómetro láser HeNe?
Sí. Los vibrómetros láser HeNe de Optomet funcionan con una potencia de salida inferior a 1 mW y están clasificados como láseres de clase 2. Durante el funcionamiento normal no es necesario utilizar gafas de protección. El reflejo natural de cierre de los párpados protege el ojo en caso de exposición breve.
¿Qué tamaño puede alcanzar el punto láser de un vibrómetro HeNe?
Gracias a su menor longitud de onda, el diámetro del punto en los sistemas HeNe es entre 2 y 2,5 veces menor que en los sistemas SWIR con la misma óptica. Por ejemplo: aprox. 30 µm con HeNe frente a 89 µm con SWIR (a una distancia de 500 mm con una óptica de 100 mm). Con Vector Micro-Optics se pueden obtener tamaños de punto de aprox. 3 µm.
¿Cuál es la vida útil de un tubo láser HeNe?
Los tubos láser HeNe tienen una vida útil típica de aprox. 10.000 horas de funcionamiento. Transcurrido este tiempo, la potencia del láser disminuye y es necesario sustituir el tubo. En cambio, los diodos láser SWIR suelen funcionar durante toda la vida útil del equipo sin necesidad de sustitución.
¿Qué ancho de banda de frecuencia y qué velocidad alcanzan los vibrómetros HeNe?
La Vector Series alcanza un ancho de banda de frecuencia de DC a 25 MHz y velocidades de vibración de hasta 10 m/s. En comparación, los sistemas SWIR de la Serie SMART alcanzan de DC a 50 MHz y hasta 50 m/s.
¿Qué limitaciones tiene un láser HeNe?
Los vibrómetros láser HeNe no son adecuados para todas las aplicaciones. Estas son sus principales limitaciones:
- Superficies oscuras o mates: En estas superficies, los sistemas HeNe proporcionan una señal más débil que los sistemas SWIR. A menudo es necesario preparar la superficie con una lámina o un espray retrorreflectantes.
- Superficies calientes: La emisión térmica en el espectro visible puede interferir en la señal de medición.
- Grandes distancias de medición: Debido a su menor potencia láser (< 1 mW), los sistemas HeNe son menos adecuados para mediciones a larga distancia.
¿Qué productos de Optomet utilizan un láser HeNe?
La serie Vector y el vibrómetro de barrido HeNe. La Vector Series incluye Vector Standard para aplicaciones generales y Vector Micro-Óptica para mediciones en estructuras diminutas con un punto láser de aprox. 3 µm.
HeNe o SWIR: ¿qué tecnología es mejor?
Ninguna es intrínsecamente mejor: la elección depende de la aplicación:
- HeNe (632,8 nm): mediciones a través del agua, microestructuras, diámetro de punto reducido
- SWIR (1550 nm): superficies oscuras o mates, objetos calientes, grandes distancias de medición, mayor relación señal-ruido
Para la mayoría de las aplicaciones industriales, SWIR es la opción estándar. HeNe es la alternativa especializada para requisitos específicos.
Medición de vibraciones en investigación, desarrollo e industria: Optomet ofrece la solución adecuada para sus requisitos.
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