Sistemas optoelectrónicos para medición de distancias

Título

Sistemas optoelectrónicos para medición de distancias

Colaborador

Veiras, Francisco Ezequiel
Riobó, Lucas Matías
Garea, María Teresa

Editor

Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ingeniería

Fecha

2017

Extensión

71 p.

Resumen

El objetivo especı́fico de la Tesis es la investigación, desarrollo e implementación de sistemas para la medición de distancias, que permitan la caracterización de desplazamientos y perfiles de superficies. Se desarrolla un sensor que puede utilizarse como sistema de detección para el sistema de medición considerado.
Se estudia la técnica óptica denominada triangulación láser para la medición de distancias y desplazamientos. Se analizan distintas formas de proyección y disposiciones geométricas. Se realizan deducciones de las dimensiones correspondientes al sistema de medición y al detector a emplear para las distintas potenciales aplicaciones con el fin de poder describir, en el rango y con la resolución adecuados, los distintos objetos de estudio, a partir del desarrollo teórico de conceptos fundamentales de
óptica geométrica y expresiones analı́ticas que se desprenden del mismo.
Se analiza la utilización de distintos tipos de sistemas de detección. Por un lado,
se estudian alternativas frecuentemente empleadas, como cámaras digitales. Por otro lado, se analiza la construcción de arreglos discretos de fotodetectores (por ejemplo, fotodiodos) ad-hoc que permitan determinar la ubicación del spot luminoso. Esta propuesta trae la ventaja de permitir realizar una mayor cantidad de mediciones por unidad de tiempo ya que, en principio, podrı́a trabajar a velocidades superiores que las cámaras digitales. Con dicho fin, se realiza un estudio combinado de óptica y electrónica (optoelectrónica), para abordar el diseño del sistema de detección, que
involucra tanto la adecuación de señales ópticas como electrónicas para obtener un sistema eficiente.
Se diseña un sistema optoelectrónico adecuado para la estimación de la posición de un haz incidente, que consiste en un arreglo lineal de fotodetectores discretos. Se tienen en cuenta los requerimientos de rango de trabajo y resolución correspondientes a la aplicación para la que va a ser utilizado como sistema de detección, mediante la posibilidad de modificar diversos parámetros del sistema a través de los cálculos desarrollados para predecir el comportamiento del sistema. Se estudian y comparan dos topologı́as distintas para el dispositivo de detección. Se analiza el impacto en la respuesta del detector diseñado ante modificaciones del diámetro del haz láser incidente. Se implementa el dispositivo optoelectrónico diseñado correspondiente al caso que en el que el desempeño estimado previamente trae mejores resultados. Se realiza un ensayo y se estudian los resultados de la integración del diseño del circuito electrónico desarrollado y el cálculo numérico correspondiente al procesamiento de la salida del arreglo