Vibrómetros láser SWIR

Los vibrómetros láser SWIR funcionan con luz infrarroja invisible a una longitud de onda de 1550 nm. Ofrecen una elevada relación señal-ruido y permiten mediciones fiables sobre materiales oscuros, rugosos o muy absorbentes.

Medición sin preparación de la superficie: Adquisición fiable incluso en superficies oscuras, mates o reforzadas con fibra, sin necesidad de cinta retrorreflectante ni esprays reflectantes.
Amplio rango de medición: Ancho de banda de frecuencia desde DC hasta 50 MHz y velocidades de vibración de hasta 50 m/s.
Seguro para la vista sin gafas de protección: Clase de láser 1 con una potencia de salida inferior a 10 mW, sin necesidad de medidas de seguridad especiales.
Distancias de trabajo flexibles: Desde unos pocos milímetros hasta más de 300 m, adecuado para microestructuras y mediciones a larga distancia.
Larga vida útil: Los diodos láser SWIR no requieren sustitución periódica, a diferencia de los tubos HeNe, cuya vida útil de funcionamiento es limitada.

SWIR significa Short-Wave Infrared y hace referencia a la región del infrarrojo de onda corta del espectro electromagnético. Los vibrómetros láser SWIR de Optomet funcionan a una longitud de onda de 1550 nm, invisible para el ojo humano, pero con propiedades físicas que ofrecen ventajas para la medición de vibraciones.

Con una potencia de salida inferior a 10 mW, el láser de medición SWIR se clasifica como láser de clase 1 y, por tanto, es seguro para la vista. No se requieren gafas de protección durante el funcionamiento normal. Dado que el haz láser es invisible, los sistemas Optomet utilizan un láser piloto verde visible (510–530 nm, clase 2) para la alineación con el punto de medición. Como alternativa, el punto SWIR puede hacerse visible mediante una tarjeta detectora de IR.

Datos técnicos clave:

Parámetro	Valor
Longitud de onda del láser de medición	1550 nm (invisible)
Longitud de onda del láser piloto	510–530 nm (verde, visible)
Clase del láser de medición	Clase 1, < 10 mW
Clase del láser piloto	Clase 2, < 1 mW

La elección de la longitud de onda del láser influye directamente en la calidad de la medición. Los láseres SWIR a 1550 nm ofrecen varias ventajas físicas frente a los láseres HeNe visibles (632,8 nm), con relevancia práctica en aplicaciones reales.

Con la misma clase de láser, hay más potencia láser disponible a 1550 nm que a 632,8 nm. Los sistemas SWIR funcionan con hasta 10 mW (clase 1), mientras que los sistemas HeNe están limitados a menos de 1 mW (clase 2). El mayor presupuesto de potencia mejora la relación señal-ruido, especialmente en superficies poco reflectantes y a grandes distancias de medición.

Los detectores SWIR son en gran medida insensibles a la emisión térmica en el rango del infrarrojo medio. Las mediciones sobre superficies calientes, como álabes de turbina o componentes en funcionamiento, no se ven afectadas por la radiación térmica.

Los diodos láser SWIR tienen una vida útil considerablemente más larga que los láseres de gas HeNe. Mientras que los tubos HeNe deben sustituirse tras unas 10.000 horas de funcionamiento, los diodos SWIR funcionan normalmente durante toda la vida útil del equipo sin necesidad de sustitución.

Muchos materiales técnicamente relevantes reflejan de forma más uniforme en el rango SWIR que en el espectro visible. Los plásticos oscuros, los recubrimientos mates o los materiales compuestos reforzados con fibra proporcionan una señal retrodispersada más estable a 1550 nm. Esto reduce las caídas de señal y permite mediciones sin preparación de la superficie: no se requiere cinta retrorreflectante ni esprays reflectantes.

¿SWIR o HeNe?

SWIR (1550 nm) es la opción estándar para la mayoría de las aplicaciones, especialmente para superficies oscuras, materiales compuestos reforzados con fibra y grandes distancias de medición.

→ Serie SMART de Optomet

HeNe (632,8 nm) es adecuado para mediciones a través del agua u otros líquidos, ya que la radiación SWIR se absorbe fuertemente en estos medios.

→ Serie Vector de Optomet (HeNe)

Las propiedades de los láseres SWIR —alta estabilidad de señal, seguridad ocular e insensibilidad a la radiación térmica— los hacen adecuados para una serie de tareas de medición exigentes.

Turbinas y componentes de alta temperatura

Mediciones de vibración en componentes en funcionamiento o bajo carga térmica. El láser SWIR no se ve afectado por la radiación térmica y proporciona señales estables incluso a temperaturas de superficie elevadas.

Estructuras reforzadas con fibra (CFRP/GFRP)

En la ingeniería aeroespacial y la construcción ligera, los plásticos reforzados con fibra de carbono y fibra de vidrio se utilizan ampliamente. Los láseres SWIR proporcionan una señal retrodispersada estable sobre estos materiales, incluso sin preparación de la superficie.

Superficies biológicas

En investigación, los vibrómetros SWIR también se utilizan para el análisis de vibraciones en tejido biológico, donde la seguridad ocular y una medición suave y sin contacto son especialmente importantes.

Plásticos oscuros y absorbentes

En el sector de la automoción se utilizan con frecuencia plásticos negros u oscuros, por ejemplo en salpicaderos, paneles de puerta o parachoques. Estos materiales reflejan solo débilmente la luz visible, lo que puede provocar pérdidas de señal al utilizar sistemas HeNe.

Plásticos oscuros y absorbentes

Para aplicaciones como la monitorización de puentes, el análisis de vibraciones en edificios o la medición de palas de rotor, los sistemas SWIR permiten distancias de trabajo de más de 300 m. El Nova Xtra alcanza distancias de medición de hasta 300 m.

El láser de medición SWIR a 1550 nm no es visible para el ojo humano. Para la alineación con el punto de medición, los vibrómetros Optomet utilizan un láser piloto verde (510–530 nm) que funciona de forma coaxial con el haz de medición. Como alternativa, el punto SWIR puede hacerse visible mediante una tarjeta detectora de IR.

El láser SWIR es seguro para la vista: con una potencia de salida inferior a 10 mW, se clasifica como láser de clase 1.

No se requieren gafas de protección. La radiación infrarroja a 1550 nm es absorbida además por los medios acuosos del ojo y no alcanza la retina, a diferencia de la luz visible, que penetra hasta la retina.

IR-Detektor Karte macht einen Infrarot Laser sichtbar

Retrato de Tobias Schröder, director de ventas y marketing de Optomet

"Desde hace más de dos décadas, Optomet es sinónimo de medición precisa de vibraciones. Nuestros vibrómetros láser proporcionan datos fiables, desde el análisis de laboratorio hasta el control de calidad industrial."

Tobias Schröder (M.Sc. en Ingeniería Mecánica)
Director de ventas y marketing

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Comparación: vibrómetros láser SWIR frente a HeNe

Ambas tecnologías láser tienen su justificación; la elección depende de la aplicación. La siguiente tabla compara las diferencias clave.

	SWIR (1550 nm)	HeNe (632,8 nm)
Longitud de onda	1550 nm (invisible)	632,8 nm (visible, rojo)
Clase de láser	Clase 1, < 10 mW	Clase 2, < 1 mW
Gafas de protección necesarias	No	No
Relación señal-ruido	Mayor gracias a la mayor potencia láser disponible	Menor debido a la potencia limitada
Preparación de la superficie	Generalmente no necesaria	Según la superficie, se requiere cinta retrorreflectante o espray
Medición a través del agua	No, fuerte absorción a 1550 nm	Sí, baja absorción a 632,8 nm
Medición sobre superficies calientes	Sí, insensible a la radiación térmica	Limitada, la emisión térmica puede interferir
Grandes distancias de medición	Sí, hasta más de 300 m	Limitada
Vida útil de la fuente láser	Larga, sin necesidad de sustitución periódica	Limitada, el tubo HeNe envejece
Tamaño del punto (con la misma óptica)	Mayor debido a la longitud de onda más larga	Menor debido a la longitud de onda más corta
Productos Optomet	SMART Series, Nova Series, Fiber Series	Vector Series, vibrómetros de barrido HeNe

Optomet utiliza la tecnología SWIR como estándar para la mayoría de los sistemas de vibrómetro. Los productos se dividen en dos series: la modular SMART Series y la CLASSIC Series.

La SMART Series tiene un diseño modular y ofrece sistemas para una amplia variedad de tareas de medición, desde mediciones de un solo punto hasta el análisis 3D de campo completo. Todos los productos SMART funcionan con láseres SWIR (1550 nm).

Más información sobre la SMART Series

Producto	Descripción
SMART Single+	Vibrómetro de un solo punto para mediciones precisas en un punto de medición fijo
SMART Scan+	Vibrómetro de barrido para el análisis de vibraciones de campo completo
SMART 3D-Scan	Tres escáneres sincronizados para la adquisición tridimensional de vibraciones
SMART Full Body	Varios escáneres conectados en red para objetos de gran tamaño como vehículos o estructuras de aeronaves
SMART DAQ	Sistema de adquisición de datos para mediciones simultáneas en múltiples puntos
SMART Multi-Fiber	Sistema de fibra óptica con múltiples cabezales sensores para mediciones en paralelo
SMART 3D-Fiber	Sistema de fibra óptica para la medición tridimensional de un solo punto en ubicaciones de difícil acceso

La CLASSIC Series comprende sistemas de vibrómetro autónomos para aplicaciones específicas. También aquí se utiliza la tecnología SWIR como estándar.

Más información sobre la CLASSIC Series

Producto	Descripción
Nova Series	Vibrómetro de un solo punto para mediciones sobre superficies oscuras, rugosas o biológicas
Nova Xtra	Vibrómetro de larga distancia para distancias de medición de más de 300 m
Fiber Series	Vibrómetro de fibra óptica de un solo punto para ubicaciones de medición reducidas o de difícil acceso
Fiber Multiplex	Sistema de fibra óptica con cabezales sensores conmutables para múltiples puntos de medición
Scanning Vibrometer	Sistema de barrido para el análisis de vibraciones de campo completo

En esta sección encontrará respuestas a las preguntas más frecuentes sobre los vibrómetros láser SWIR, incluidas la seguridad ocular, la longitud de onda, la vida útil, las limitaciones y el mantenimiento.

Sí. El láser de medición SWIR funciona con una potencia de salida inferior a 10 mW y se clasifica como láser de clase 1. No se requieren gafas de protección durante el funcionamiento normal. La radiación infrarroja a 1550 nm es absorbida por los fluidos del ojo y no alcanza la retina.

Los vibrómetros SWIR de Optomet funcionan a una longitud de onda de 1550 nm en el rango del infrarrojo de onda corta. El láser de medición es invisible; para la alineación se utiliza un láser piloto verde visible (510–530 nm).

Generalmente no. Los diodos láser SWIR tienen una larga vida útil y funcionan normalmente durante toda la vida útil del equipo sin necesidad de sustitución. Por el contrario, los tubos HeNe deben sustituirse tras aproximadamente 10.000 horas de funcionamiento.

Casi todos. Toda la SMART Series, así como la mayoría de los productos de la CLASSIC Series (Nova, Fiber, vibrómetros de barrido), funcionan con láseres SWIR a 1550 nm como estándar. La única excepción es la Vector Series, que utiliza un láser HeNe visible (632,8 nm), adecuado para mediciones a través del agua o en microestructuras con un diámetro de punto pequeño.

Los láseres SWIR no son adecuados para todas las aplicaciones. Las limitaciones más importantes:

Medición a través del agua: La radiación SWIR es fuertemente absorbida por el agua. Para mediciones a través de líquidos, un láser HeNe (632,8 nm) es más adecuado.
Tamaño del punto: Con la misma óptica, un láser SWIR produce un punto mayor que un láser HeNe, p. ej. 89 µm frente a 30 µm a una distancia de 500 mm (óptica de 100 mm).

Los diodos láser SWIR no requieren sustitución periódica e implican un menor esfuerzo de mantenimiento. Los láseres de gas HeNe están sujetos a un envejecimiento natural: el tubo debe sustituirse tras aproximadamente 10.000 horas de funcionamiento.

Fuentes láser
Fundamentos de los tipos de láser utilizados en vibrometría: helio-neón, SWIR y sistemas acoplados por fibra.

Vibrometría láser Doppler
Estructura, principio de funcionamiento y áreas de aplicación de la vibrometría láser Doppler.

Medición de vibraciones
Métodos, configuración de medición y evaluación de datos de vibración en investigación e industria.

Efecto Doppler
Principio físico de la vibrometría láser Doppler, la base para la medición precisa de velocidad.

Procesamiento de señales
Análisis de datos de vibración mediante FFT, evaluación en el dominio de la frecuencia y procesamiento en tiempo real.