Sensores fotoeléctricos
(8 230)Los sensores fotoeléctricos de la oferta de TME son principalmente elementos destinados al uso en sistemas de automatización industrial. Sin embargo, esta oferta también incluye componentes optoelectrónicos utilizados como piezas para la producción de otros dispositivos complejos, por ejemplo, detectores de sistemas de alarma, controladores automáticos de iluminación, etc. Es imposible describir toda la gama de productos, detallando cada solución ofrecida por los proveedores. Centrémonos en la división básica de sensores fotoeléctricos y las características de los grupos de productos individuales.
Tipos de sensores eléctricos
En primer lugar, se debe enfatizar que el tipo de sensor puede referirse a varios parámetros: tecnología en la que se fabricó el emisor o sensor, modo de operación, construcción, propósito, método de montaje, etc. A continuación se presentan una serie de ejemplos, pero no son categorías excluyentes. Por ejemplo: el sensor reflectante se puede diseñar para montaje en placa de circuito impreso mientras sigue utilizando luz infrarroja.
Sensor reflectantes y par transmisor-receptor
En cuanto al principio de funcionamiento, la división principal en el grupo de sensores fotoeléctricos está relacionada con la propagación de radiación electromagnética. La mayoría de los sensores emiten luz (sobre su rango en un momento), que luego es captada por el sensor. La luz se puede reflejar desde el objeto detectado y regresar al módulo desde el que se envió (entonces estamos hablando de sensores reflectantes); o ser enviado a un receptor ubicado a cierta distancia (par transmisor-recepto). En este último caso, si el sensor no recibe radiación con ciertos parámetros (es decir, como fue emitida), la salida del sensor se establecerá en un estado que indica la presencia de un objeto en la línea entre la fuente de luz y el receptor. Este tipo de dispositivo suele caracterizarse por alta precisión y una gran distancia máxima de trabajo (sobre todo si fue fabricado en tecnología láser).
Por supuesto, colocar módulos transmisores y receptores separados no siempre es una solución óptima o incluso factible. En tales situaciones, es posible aplicar sensor reflectante conectado al reflector – también combina el emisor y el sensor en una misma carcasa, pero en lugar de registrar la luz reflejada desde la superficie del objeto, reacciona a la interrupción del haz reflejado por el espejo. Los reflectores están disponibles en una rama separada del catálogo TME.
Infrarrojos, UV, láser y microondas
Los sensores fotoeléctricos usan radiación de diferentes longitudes de onda. Cada gama tiene algunas ventajas específicas para adaptarse a las necesidades de las aplicaciones seleccionadas. Por ejemplo, las microondas se propagan bien en aire contaminado o con humo. También penetran algunos materiales, lo que le permite detectar objetos grandes (sólidos), pero ignora, por ejemplo, láminas o líquidos. La radiación infrarroja, es decir ( IR del inglés: infrared) se puede utilizar en lugares intensamente iluminados con otros tipos de luz (interferencia de fondo), incluso con algo de luz solar. Esta es una característica especialmente importante en el caso de líneas de producción o almacenes, donde se instala una iluminación integral por seguridad y comodidad de trabajo. Otra gama más de radiación utilizada en los sensores es la ultravioleta. Vale la pena señalar que todos los sensores mencionados anteriormente utilizan radiación invisible para el ojo humano, lo que es una ventaja adicional en aplicaciones como los sistemas de alarma.
Independientemente de la frecuencia de la luz utilizada, la categoría de sensores dignos de distinción son los elementos que utilizan laser – con un estrecho e intenso haz de rayos. Estas soluciones se caracterizan por precisión y velocidad, lo que le permite controlar procesos de producción en masa en áreas que requieren la máxima precisión, como la producción de componentes electrónicos. Una ventaja adicional de los láseres es su gran alcance.
Sensores de movimiento
Los sensores de movimiento a menudo no utilizan emisor, porque su funcionamiento se basa en detectar cambios en la intensidad de la luz natural (o emitida por otras fuentes) más o menos bruscos. El ejemplo más simple de tales elementos son los interruptores de luz automáticos utilizados en edificios residenciales, pasillos, estacionamientos, etc.
Detección de nivel de líquido fotoeléctrico
Hay varias tecnologías de uso común en la detección de nivel de líquido. Los más antiguos son interruptores o interruptores de láminas que funcionan en conjunto con un flotador. El uso de un sensor fotoeléctrico aquí tiene la ventaja de que se caracteriza por una muy alta seguridad, y además no requiere romper la estructura del tanque/depósito. Además, el estado de prácticamente cualquier sustancia se puede controlar con este método, ya que ningún elemento entra en contacto con el líquido observado y la radiación electromagnética permanece indiferente a la gran mayoría de los compuestos químicos.
Sensores de color y contraste
Un tipo especial de sensores son elementos que pueden detectar colores y contraste. Se utilizan en segregación automática, detección de decoloración y lectura de marcas. La mayoría de las veces, el reconocimiento de colores se realiza emitiendo luz de varios colores (por ejemplo, RGB, es decir, rojo, verde y azul) y midiendo la eficacia con la que la superficie refleja la radiación de diferentes longitudes de onda. Con base en la información recopilada, el sistema digital puede determinar el color del objeto con alta precisión. Sin embargo, cabe señalar que, debido al método de funcionamiento, este tipo de sensores se caracterizan por una pequeña distancia máxima de trabajo, así como por un tiempo de respuesta ligeramente más largo. También requieren la provisión de condiciones ópticas apropiadas durante la medición (para que no haya interferencia).
Lectores de código de barras
Los códigos de barras se han convertido en un elemento indispensable de las cadenas de suministro, los sistemas logísticos y la organización de almacenes. Son leídos por un tipo especial de sensores fotoeléctricos que funcionan con un rayo láser reflejado en un espejo oscilante. Los lectores de códigos de barras son por tanto un módulo que combina varios elementos, entre ellos electromecánicos y electromagnéticos. Dependiendo del modelo, el escáner puede leer utilizando un sistema de microprocesador incorporado y transferir datos a través del bus digital, o transmitir información sobre el fragmento de código leído actualmente a otro transductor responsable del procesamiento de información (aquí generalmente se utiliza una salida de transistor, lo que garantiza la velocidad de transmisión adecuada).
Cortinas de luz
Las cortinas de luz (láser) son otro tipo integrado de sensores fotoeléctricos. Se trata de un producto que se encuentra con mayor frecuencia en ascensores y otros interiores cerrados automáticamente. Se utilizan para detectar objetos en un solo plano con un área relativamente grande. Constan de un módulo emisor y receptor (a veces es un par de elementos que combinan ambas funciones). Utilizan una serie de transmisores láser que emiten una densa red de rayos, gracias a los cuales la cortina detecta incluso objetos pequeños. La principal aplicación de estos productos son los sistemas de seguridad, ya que se utilizan, por ejemplo para detectar accesos no deseados a espacios donde la salud o la vida pueden estar en riesgo (líneas de producción, pulverizaciones químicas, etc.) o para comprobar que no hay obstáculos ni personas en el lugar donde se cierra la puerta/persiana.
Sensores fotoeléctricos imprimibles
La categoría de sensores fotoeléctricos incluye tanto módulos para aplicaciones industriales como componentes, componentes para la producción de dispositivos complejos. Su formato permite colocar el sensor en una placa de circuito impreso (generalmente tecnología de orificio pasante, THT). Estas versiones incluyen sensores de movimiento, reflectantes o de color discutidos anteriormente. Un elemento específico que ocurre casi exclusivamente en la versión compacta son pares de transmisor-receptor en versión ranurada. Se utilizan en la producción de codificadores que detectan la posición del eje del motor y en circuitos que detectan su velocidad de rotación. La construcción de un módulo de este tipo es muy simple: en el espacio entre el emisor y el sensor, se coloca el borde del escudo con ranuras radiales. Al contar las interrupciones del haz en un período de tiempo determinado, es posible determinar qué tan rápido gira el disco y, por lo tanto, el eje en el que está montado. El elemento ranurado también se puede usar para controlar el curso de las cintas perforadas (esta técnica se usa, por ejemplo, en alimentadores automáticos de componentes SMD).
Aplicaciones de sensores fotoeléctricos
La detección de objetos y su ubicación mediante ondas de luz tiene una serie de ventajas. Es no invasivo, seguro, silencioso, resistente a muchos factores ambientales, se puede realizar a largas distancias. Además, los sensores fotoeléctricos se caracterizan por su alta fiabilidad y vida útil. Todas estas características los hacen populares en muchas áreas: en instalaciones industriales (líneas de producción), almacenes y logística.
Parámetros importantes de los sensores fotoeléctricos
Según el tipo específico de sensor, se describirá mediante parámetros específicos; sin embargo, 4 de ellos permanecen prácticamente sin cambios. El primero es rango, que define la distancia mínima y máxima permitida entre la cara del sensor y el objeto detectado (en el caso de pares de transmisor-receptor, esta será la distancia entre los módulos). Aquí puede encontrar valores desde unos pocos milímetros hasta decenas de metros: la elección de la solución correcta siempre será el resultado de la precisión requerida, el espacio disponible y el tamaño de los objetos monitoreados.
La frecuencia de funcionamiento determina el período de tiempo en el que se actualiza el estado en la salida del sensor. Este valor está relacionado, pero no es sinónimo de tiempo de respuesta. El retraso siempre depende de varios factores. Por ejemplo: el tipo de sensor, el sensor utilizado, la interfaz de salida (una salida de transistor siempre será más rápida que un bus digital), etc.
Al elegir sensores fotoeléctricos, también se debe prestar atención a la configuración (tipo) de salida. Esto será evidente a la hora de construir una nueva instalación, pero más complicado a la hora de elegir un elemento de sustitución o ampliar el sistema existente. El módulo puede tener transistor (NPN o PNP), relé (circuito normalmente abierto o normalmente cerrado), así como analógicos (corriente, voltaje). El tipo de cable está relacionado con otro parámetro específico de los sensores fotoeléctricos, que es el modo de funcionamiento. Se le conoce como “DARK-ON” o “LIGHT-ON”. Esto significa literalmente cuando la salida está encendida: cuando se oscurece o se detecta luz.
Otras características
Una serie de parámetros que determinan las capacidades y rangos de los sensores fotoeléctricos no requieren un comentario más amplio. Los fabricantes especifican en la especificación la tensión de alimentación admisible, la tolerancia térmica del módulo, su consumo de energía y la capacidad de carga admisible de las salidas. Debido a los diversos requisitos de los procesos industriales, también se especifica el material del que está hecho el cuerpo del sensor (estos pueden ser materiales con propiedades inusuales, por ejemplo, alta resistencia a aceites o sustancias cáusticas). Por supuesto, las características también incluyen datos sobre el tipo de conexión (los sensores a menudo se fabrican con un cable instalado de fábrica) y la clase de estanqueidad que cumple la carcasa del sensor. Este último rara vez alcanza un valor inferior a IP65, es decir totalmente a prueba de polvo y altamente a prueba de salpicaduras (a menudo completamente impermeable).
Almacén:
