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Los sensores láser son sensores especiales que utilizan rayos láser para detectar y medir diversas magnitudes físicas como la distancia, la velocidad, la forma, la posición o las propiedades de una superficie.

Utilizan las propiedades de la luz emitida por un láser para realizar mediciones precisas y rápidas. A continuación le explicamos en detalle cómo funcionan y los distintos tipos de sensores láser:

Funcionamiento de los sensores láser

Un sensor láser emite un haz de luz focalizado (láser) en la dirección de un objeto. Dependiendo del tipo de sensor y de la aplicación, se mide la luz reflejada o el tiempo que tarda la luz en volver (tiempo de tránsito). A partir de estas mediciones, el sensor puede calcular información precisa sobre la distancia u otros parámetros relevantes.

Principios funcionales importantes

1. Triangulación: En la triangulación, un haz láser se dirige a un objeto y el haz reflejado es captado por un detector en un ángulo determinado. A continuación, el sensor calcula la distancia en función del ángulo y la posición del haz reflejado. Este método es especialmente adecuado para distancias cortas y se utiliza a menudo en robótica y automatización industrial.

2. Medición del tiempo de vuelo (ToF): En este caso, el sensor láser mide el tiempo que tarda la luz en ir y volver del sensor al objeto. Como la luz se propaga a una velocidad constante, el sensor puede calcular la distancia basándose en este tiempo. Este método se utiliza a menudo para distancias más largas, por ejemplo en los sistemas LIDAR (Light Detection and Ranging).

3. Medición del desplazamiento de fase: El haz láser se modula (por ejemplo, se cambia su frecuencia) y se dirige al objeto. Analizando el desfase entre la señal transmitida y la reflejada, se puede calcular la distancia. Este método se utiliza para mediciones especialmente precisas.

Tipos de sensores láser

1. Sensores de distancia: Estos sensores miden la distancia entre el sensor y un objeto. Se utilizan en ámbitos como la navegación robótica, la medición de niveles y los escáneres 3D.

2. Escáneres láser (LIDAR): Los sensores LIDAR escanean el entorno enviando pulsos láser en distintas direcciones y analizando las señales reflejadas. Estos sensores se utilizan a menudo en vehículos autónomos y drones para crear mapas 3D del entorno.

3. Sensores de velocidad: Estos sensores utilizan el principio Doppler para medir la velocidad de un objeto en movimiento. Se utilizan en la vigilancia del tráfico o en aplicaciones industriales para controlar cintas transportadoras o máquinas.

4. Micrómetros láser: Son sensores que pueden medir con precisión distancias u objetos muy pequeños mediante un fino rayo láser. Se utilizan en el control de calidad y la inspección de microcomponentes.

Ventajas de los sensores láser

• Gran precisión: Los sensores láser permiten realizar mediciones extremadamente precisas, a menudo en el rango de los micrómetros.
• Gran alcance: Algunos sensores láser pueden medir distancias de varios cientos de metros.
• Tiempo de respuesta rápido: Son capaces de realizar mediciones en tiempo real, lo que los hace ideales para aplicaciones en las que se requieren decisiones rápidas.
• Versatilidad: Pueden utilizarse en diversos entornos, tanto en interiores como en exteriores, y suelen ser insensibles a condiciones de iluminación difíciles.

Ámbitos de aplicación

• Vehículos autónomos: Los sensores LIDAR son cruciales para la detección del entorno en los coches autónomos.
• Automatización industrial: Los sensores láser se utilizan en procesos de producción para medir distancias, posiciones o inspeccionar superficies.
• Dispositivos médicos: Los sensores láser de alta precisión se utilizan en imágenes médicas, por ejemplo en cirugía ocular.
• Robótica: Los robots utilizan sensores láser para navegar y detectar obstáculos.

Por tanto, los sensores láser ofrecen una solución precisa, rápida y versátil para muchos retos técnicos.