Funcionamiento y los parámetros de diseño de los distintos dispositivos electromecánicos presentes en la industria.

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Distancias clave en Sensores inductivos, capacitivos, fotoeléctricos y ultrasónicos

Sensores Inductivos

Los sensores inductivos tienen una distancia máxima de accionamiento, que depende en gran medida del área de la parte sensora (bobina o electrodo), por ello a mayor diámetro, mayor distancia máxima; en relación a la distancia real de accionamiento “Sn”, dependerá de la temperatura ambiente, de la tensión nominal y se sitúa dentro del +/- 10% de la distancia nominal Sn.

Los sensores inductivos poseen una zona activa próxima a la sección extrema del inductor, que está estandarizada por normas para distintos metales.

Esta zona activa define la distancia máxima de captación o conmutación “Sn”.

La distancia útil de trabajo (Su) suele tomarse como de un 90% de la de captación:

Su =0.9 x Sn.

La técnica actual permite tener un alcance de hasta unos 100 mm en acero para la mayoría de los sensores inductivos de largo alcance.

El alcance real debe tomarse en cuenta, cuando se emplea el mismo sensor en otros materiales.

Ejemplo: Para el Acero Inoxidable debe considerarse un 80% de factor de corrección, para el Aluminio un 30 % y para el cobre un 25%.

La distancia de operación también depende si el sensor es blindado o no. Los sensores blindados están construidos con un anillo de protección alrededor del núcleo.

Este tipo de sensor concentra el campo electromagnético en la parte delantera de la cara frontal del sensor. En los sensores inductivos no blindados no existe el anillo metálico alrededor, por lo tanto, el campo no está concentrado sobre la parte delantera del sensor, estas configuraciones permiten un 50% más de rango de sensado que en un sensor blindado del mismo tamaño.

Sensores Capacitivos

Los sensores capacitivos al igual que los inductivos tienen una distancia máxima de accionamiento, que depende en gran medida del área de la cabeza sensora (bobina o electrodo), por ello a mayor diámetro, mayor distancia máxima.

Zona activa

Poseen una zona activa próxima a la sección extrema similar a los inductivos, que define la distancia máxima de captación o conmutación “Sm”. La distancia útil de trabajo suele tomarse como de un 90% de la de captación:

Objeto Patrón

Las distancias sensoras de estos son especificadas por el accionador patrón metálico, con lado que generalmente es igual a 3 veces la distancia sensora para la mayoría de los modelos embutidos, y en algunos pocos casos de sensores capacitivos embutidos se utiliza una distancia de detección cuando menos igual al diámetro del sensor.

Sensores Fotoeléctricos

En los sensores fotoeléctricos la distancia nominal de detección varía de acuerdo al sensor:

a) Sensores de Barrera. Cuando existe un receptor y un emisor apuntados uno al otro.

Tiene este método el más alto rango de detección (hasta unos 60 m).

b) Sensores Reflex. Cuando la luz es reflejada por un reflector especial cuya particularidad es que devuelve la luz en el mismo ángulo que la recibe (hasta 9 m de alcance para modelos comunes).

c) Sensores Auto Reflex. Cuando el emisor tiene un lente que polariza la luz en un sentido y el receptor otro que la recibe mediante un lente polarizada a 90 ° del primero. Con esto, el control no responde a objetos muy brillosos que pueden reflejar la señal emitida (5m de alcance), con esto se mejora la calidad de la señal y se evitan falsos disparos producto de piezas u objetos reflejantes que no sean útiles en el proceso de control.

d) Sensores de Foco Fijo. Cuando la luz es reflejada difusamente por el objeto y es detectado por el hecho de que el transmisor y el receptor están estereoscópicamente acoplados, evitando con ello interferencia del fondo (hasta unos 3.5 m de alcance).

e) Sensores de detección difusa. Iguales a los anteriores pero los lentes son divergentes, y se usan para detectar objetos muy próximos (hasta unos 1.5 m de alcance).

f) Sensores de Fibra Óptica. En este tipo, el emisor y receptor están construidos dentro de una caja que puede estar a varios metros del objeto a sensar. Para la detección emplean los cables de fibra óptica por donde circulan los haces de luz emitido y recibido. La mayor ventaja de estos sensores es el pequeño volumen o espacio ocupado en el área de detección, en estos casos el área de detección es muy fina casi del mismo grosor que el cable de fibra óptica.

Alcance Nominal (Sn)

Es la distancia máxima aconsejada que debe haber entre el emisor y el receptor, emisor y reflector o emisor y objeto para garantizar la detección.

El alcance nominal es el indicado en los catálogos del producto y sirve de base de comparación entre los distintos dispositivos.

Alcance de trabajo (Sa)

Es la distancia hasta la cual la detección está asegurada y toma en cuenta los factores ambientales (polvo, humo, etc.) y un margen de seguridad. Este alcance es siempre menor que el alcance nominal.

Zona Ciega en sensores Ultrasónicos

Los sensores ultrasónicos tienen una zona ciega inherente ubicada en la cara de detección.

El tamaño de la zona ciega depende de la frecuencia del transductor. Los objetos ubicados dentro de la zona ciega no se pueden detectar de manera confiable.

La técnica actual permite la fabricación de estos sensores con un rango de detección desde 100 mm hasta unos 6000 mm con una exactitud de 0.05%.

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Consideraciones sobre el objeto

Se deben tener en cuenta ciertas características de los objetos cuando se usan sensores ultrasónicos. Estas incluyen la forma, el material, la temperatura, el tamaño y la posición del objeto, ya que de ellas dependen que éste devuelva el eco de una forma más