Tipos de sensores para un sistema automatizado (página 3)

SENSORES DE PROXIMIDAD INDUCTIVOS Distancia de detección: Cuando el material a ser sensado no es de acero dúctil, es necesario aplicar un factor de corrección.

SENSORES DE PROXIMIDAD INDUCTIVOS Campo de aplicación: La principal utilización de los sensores inductivos de proximidad es como interruptores final de carrera con algunas ventajas con respecto a los electromecánicos, tales como: ausencia de contacto con el objeto a detectar, robustez mecánica, resistencia a ambientes agresivos y altas temperaturas y bajo precio.

SENSORES DE PROXIMIDAD INDUCTIVOS Tamaños y configuraciones: Los sensores inductivos están disponibles en distintos tamaños y configuraciones para funcionar en los variados requerimientos de la industria.

SENSORES DE PROXIMIDAD INDUCTIVOS Símbolos: Símbolos estándar para los sensores de 3 hilos. 

SENSORES DE PROXIMIDAD INDUCTIVOS Símbolos: Símbolos estándar para los sensores de 2 hilos.  

SENSORES DE PROXIMIDAD CAPACITIVOS Son similares a los inductivos, con la principal diferencia de que los capacitivos producen un campo electrostático en lugar de un campo electromagnético. Esto hace que los sensores capacitivos puedan detectar objetos metálicos y no metálicos, tales como papel, vidrio, líquidos, tela, etc. En cuanto a las formas de ejecución mecánica, tipos de alimentación y formas de conexión son idénticas a las de los detectores inductivos. 

SENSORES DE PROXIMIDAD CAPACITIVOS Principio de funcionamiento: Consiste en dos aros metálicos concéntricos situados en la cara sensible y cuyo dieléctrico es el material de la zona sensible. Cuando un objeto se aproxima a la superficie de sensado y éste entra al campo electrostático de los electrodos, cambia la capacitancia y hace que el circuito oscilador al que está conectado comience a oscilar. A partir de aquí hay un circuito que detecta la amplitud del oscilador y cuando llega a un punto la salida del sensor cambia. Cuando el objeto se aleja la amplitud desciende y el sensor pasa a su estado normal.

SENSORES DE PROXIMIDAD CAPACITIVOS Influencia de la constante dieléctrica: Cuanto mayor es la constante dieléctrica del objeto a detectar mayor será la distancia a la que puede ser detectado el objeto y viceversa. En la gráfica se puede apreciar como varía la distancia de detección en función de la constante dieléctrica.

Esta gráfica se utiliza de la siguiente forma: Si tenemos un material que queremos detectar, de por ejemplo 30 de constante dieléctrica y la distancia nominal de detección es de 10mm, entonces la distancia de detección para ese material será de S=Sn*Sr(%)=10*0.9= 9mm.

SENSORES DE PROXIMIDAD CAPACITIVOS Tabla de constantes dieléctricas:

SENSORES DE PROXIMIDAD CAPACITIVOS Ejemplos de aplicación: Una de las principales aplicaciones de estos sensores es la detección a través de recipientes. Por ejemplo, el agua tiene una constante dieléctrica mucho más alta que el plástico, esto le da la posibilidad al sensor de detectar a través del recipiente. De esta forma se puede detectar el nivel de líquidos.

SENSORES DE PROXIMIDAD ÓPTICOS Los detectores ópticos emplean fotocélulas como elementos de detección. Algunos tipos disponen de un cabezal que incorpora un emisor de luz y la fotocélula de detección, actuando por reflexión y detección del haz de luz, reflejado sobre el objeto que se pretende detectar. Otros tipos trabajan con un emisor y un receptor separados (modo barrera), están diseñados para detección de mayores distancias. Ambos tipos suelen trabajar con frecuencias luminosas en la gama de los infrarrojos.

SENSORES DE PROXIMIDAD ÓPTICOS Tipos de detectores ópticos según el modo de trabajo: Reflexión sobre objeto o réflex: el emisor emite un haz de luz y cuando un objeto interfiere en su recorrido, la luz se refleja parcialmente hacia el receptor lo que hace que cambie su estado.

SENSORES DE PROXIMIDAD ÓPTICOS Tipos de detectores ópticos según el modo de trabajo: Reflexión sobre espejo: el detector emite un haz de luz que en reposo es reflejado por un espejo hacia el receptor del propio detector. Cuando un objeto interfiere en su área de trabajo, la luz deja de llegar al receptor del detector cambiando su salida. El tamaño del reflector debe ser menor o igual del objeto a detectar, pero teniendo en cuenta a la vez que cuanto mayor sea el tamaño, mayor será la posible distancia de detección.

SENSORES DE PROXIMIDAD ÓPTICOS Tipos de detectores ópticos según el modo de trabajo: Barrera óptica: el emisor y receptor del detector forman cuerpos separados. El emisor produce un haz de luz que en reposo llega al receptor creándose una especie de barrera de luz. Cuando un objeto interfiere en el haz de luz, el receptor deja de recibirlo, modificando su salida.

SENSORES DE PROXIMIDAD ÓPTICOS Tipos de detectores ópticos según el modo de trabajo: Fibra óptica: en cualquiera de los tipos anteriores la luz puede ser canalizada mediante fibra óptica, pero como la fibra atenúa la luz, la distancia de detección se reduce. Los puntos de emisión y recepción de luz están separados de la unidad generadora, y unidos a ella mediante fibra, de esta forma se puede llevar a lugares de difícil acceso.

SENSORES DE PROXIMIDAD ÓPTICOS Tipos de detectores ópticos según el modo de trabajo: Detectores laser: los detectores láser utilizan una luz de alta intensidad visible que permite una instalación y ajuste fácil. Se pueden utilizar en cualquier modo de operación.

SENSORES DE PROXIMIDAD ÓPTICOS Tipos de detectores ópticos según el modo de trabajo: La tecnología del láser permite la detección de objetos sumamente pequeños a una distancia elevada, por ejemplo 0.1 mm2 a una distancia de 80 cm. Podría detectarse un hilo de 0,1 mm de diámetro.

SENSORES DE PROXIMIDAD ÓPTICOS Ejemplos de aplicación: Son muchas las posibles aplicaciones de los detectores ópticos, habiendo aplicaciones más adecuadas para cada modo de operación. Reflexión directa sobre objeto (proximidad).

SENSORES DE PROXIMIDAD ÓPTICOS Reflexión sobre espejo reflector.

SENSORES DE PROXIMIDAD ÓPTICOS Barrera óptica. Fibra óptica.

SENSORES DE PROXIMIDAD POR ULTRASONIDOS Los sensores por ultrasonidos están basados en la emisión-recepción de señales de sonido de alta frecuencia. Cuando un objeto interrumpe el haz, el nivel de recepción varía y el receptor lo detecta, actuando sobre el nivel de salida del sensor.

SENSORES DE PROXIMIDAD POR ULTRASONIDOS Principio de operación: El sensor tiene un disco piezoeléctrico montado en su superficie, el cual produce ondas de sonido.

Cuando los pulsos transmitidos alcanzan a un objeto reflector de sonido, se produce un eco. Para detectar un objeto, se valora la distancia temporal entre el impulso de emisión y el impulso del eco Cuando el objetivo entra dentro del rango de operación preestablecido la salida del interruptor cambia de estado. Cuando el objetivo se sale del rango preestablecido la salida regresa a su estado original.

SENSORES DE PROXIMIDAD POR ULTRASONIDOS Ventajas: Detectan objetos a distancias de hasta 8m. Trabajan solamente en el aire, y pueden detectar objetos con diferentes formas, colores, superficies y materiales. Los materiales pueden ser sólidos, líquidos o polvorientos, sin embargo han de ser deflectores de sonido. Pueden detectar objetos transparentes (ventaja frente a los ópticos). Inconvenientes: Falsas alarmas. No funcionan bien en zonas donde el aire se mueve con violencia o en medios con elevada contaminación acústica. Las zonas ciegas, es decir, la zona comprendida entre el lado sensible del detector y el alcance mínimo en el que ningún objeto puede detectarse de forma fiable.

SENSORES DE PROXIMIDAD POR ULTRASONIDOS Ejemplos de aplicación:

SENSORES DE PROXIMIDAD POR ULTRASONIDOS Ejemplos de aplicación:

DETECTORES ELECTROMECÁNICOS Popularmente conocidos como finales de carrera, microrruptores o limit switch (interruptor de limite). Consiste en una especie de interruptor que se activa o desactiva cuando un elemento mecánico lo acciona. Su uso es muy diverso, empleándose, en general, en todas las máquinas que tengan un movimiento rectilíneo de ida y vuelta o sigan una trayectoria fija, es decir, aquellas que realicen una carrera o recorrido fijo, como por ejemplo ascensores, montacargas, robots, etc.

DETECTORES ELECTROMECÁNICOS Lo normal es que tengan dos contactos, uno normalmente abierto NA y otro normalmente cerrado NC.

DETECTORES ELECTROMECÁNICOS Principales desventajas: Producen rebote mecánico al conmutar. Se produce desgaste y requieren mantenimiento. Son de respuesta lenta. Ruidosos. Voluminosos. Tienen una vida limitada.

CRITERIOS DE SELECCIÓN DE DETECTORES DE PROXIMIDAD La tabla siguiente nos ayuda en la elección del sensor de proximidad más adecuado en función de las características necesarias para cada aplicación.