ELECTRO HIDRAULICA

Los interruptores y sensores, existen una gran variedad de tamaños, formas, que operan un grupo de contactos eléctricos ya sea manual o automáticamente, proporcionando versatilidad en el diseño del sistema.

INTERRUPTORES DE PROXIMIDAD MAGNETICA

Percibe la posición de un pistón dentro de un cilindro hidráulico especialmente diseñado. Los cilindros deben cumplir dos requerimientos: debe estar hecho de un material NO ferroso tal como aluminio, y el pistón debe estar equipado con un anillo magnético especial. Se instalan sobre el pistón.

Hay dos tipos básicos: Interruptores de Mediacaña y de efecto Hall. Los de mediacaña contienen dos puntos de contacto que abren y cierran un circuito.

Los interruptores de efecto hall (HE) no tienen partes móviles, no hay desgaste mecánico y rebote que cause inexactitud. En ambientes industriales, donde el polvo y la contaminación hacen fallar a los interruptores mecánicos, los interruptores magnéticos ofrecen vida prolongada y mayor confiabilidad.

Opera una Celda de Hall, es un conductor que tiene un caudal de corriente dentro de la celda de positivo a negativo. Cuando la banda del pistón magnético entra en la proximidad, el campo magnético influye en la dirección del caudal de corriente dentro de la Celda.

SENSORES FOTOELECTRICOS

Usa un rayo de luz para percibir la presencia o movimiento de un objeto. Consta de un emisor y un receptor, los cuales pueden estar en la misma envoltura o en envolturas separadas. El emisor proyecta un rayo de luz, comúnmente infrarrojo, es inofensiva al ojo humano. Al modular la frecuencia del rayo de luz elimina los efectos adversos de la luz desviada en la operación del sensor. Si el rayo no se modulara, la luz brillante o la luz del sol directa podrían detectarse por el receptor y dar una falsa indicación.

El receptor percibe el rayo de luz modulada, y convierte los impulsos de luz a impulsos eléctricos. Hay dos maneras de detectar el rayo de luz: percepción de luz y de oscuridad. Percepción de luz significa que el receptor detecta la presencia del rayo de luz. Percepción de oscuridad significa que el receptor detecta la ausencia del rayo de luz. Hay tres tipos de sensores fotoeléctricos: retro-reflectivo, rayo a través, y difusores.

HE

La Figura muestra algunas aplicaciones para los sensores fotoeléctricos. Por ejemplo, pueden contar, percibir altura o tamaño, y monitorear la velocidad de operación.

INTERRUPTORES DE PRESION

Cuando es necesario monitorear la presión en una línea de presión. Se usa un interruptor que contiene un grupo de contactos eléctricos que están normalmente abiertos o cerrados, dependiendo de las conexiones. Cuando la presión alcanza un nivel preestablecido, el interruptor abre o cierra, activando un indicador eléctrico o circuito de control.

Una interruptor de presión puede ser preestablecido por el fabricante para un cierto nivel de presión, o puede contener un ajuste variable manual. Los dispositivos de ajuste incluyen perillas que pueden girarse a mano y tornillos que están comúnmente protegidos debajo de un cubierta de ajuste.

Dispositivos de AjusteEn los interruptores de presión usan tres mecanismos básicos: un tubo de Bourdon, un diafragma, o un pistón. Ver gráficas.

RELES MECANICOS

Un relé es un interruptor electromagnético que tiene contactos abiertos y cerrados y al energizar cambian de estado. Sirve de protección a los sistemas.

Tipos de Relés

Relé Mecánico Básico

La corriente fluye a través de la bobina y forma un campo magnético que atrae el núcleo de hierro, el cual atrae la armadura móvil cerrando o abriendo los contactos Cuando se des energiza la bobina el resorte vuelve la armadura móvil a su posición inicial.

RELES TEMPORIZADOSExisten temporizados permanentes o bases intercambiables. Los relés de retardo pueden ser de retardo-on o retardo-off. En un circuito que contiene un temporizador de retardo-on, se suministra una señal de actuación al temporizador y se energiza después de que el período de tiempo predeterminado ha transcurrido. El temporizador de retardo-off , se energiza inmediatamente, y el relé se des energiza cuando el período de tiempo predeterminado transcurre.

La mayoría de temporizadores automáticamente se restablecen en un punto de referencia de cero, y comienzan a cronometrar el retardo de este punto de referencia cada vez que se actúa el retardo. Estos temporizadores comúnmente necesitan una conexión externa de suministro de energía para restablecer el temporizador, aunque algunos temporizadores contienen resortes para restablecer el mecanismo a un punto de referencia de cero.

Muchos sistemas hidráulicos modernos usan temporizadores de estado sólido para controlar relés eléctricos. Estas unidades temporizador/relé son compactas y precisas. El temporizador y relé pueden fabricarse como componentes separados, o el relé de retardo puede fabricarse como un componente. El temporizador de estado sólido de retardo-on suministrado con el Entrenador, está diseñado para conectarse entre una bobina de relé de 8 pines y su enchufe para completar la unidad de relé de retardo.

Los controles de ajuste y los rangos de retardo-on para el cubo de tiempo Observe que hay cuatro rangos de retardo incorporados en este temporizador: 0.2 a 3 segundos, 0.8 a 12 segundos, 0.1 a 1.5 minutos, y 0.8 a 12 minutos. Los interruptores ajustables en la abertura junto a esta tabla de rangos permiten al operador seleccionar el rango de retardo del temporizador. Estos pequeños interruptores blancos (llamados interruptores DIP) pueden moverse con la punta de un lápiz o bolígrafo. Los cuadrados negros pequeños en la tabla de rangos corresponden a las posiciones de estos interruptores DIP.

Los relés de retardo son usados en operaciones de secuenciamiento. Los temporizadores pueden retardar la inicialización de un cilindro, o establecer un período de detención en el extremo de un rango de viaje de un cilindro antes de que el cilindro comience su recorrido de regreso.

RELES DE ESTADO SOLIDO

Tienen un tiempo de respuesta mucho más rápido que los relés mecánicos. y su expectativa de vida es más larga porque NO tienen partes móviles que se desgasten. Su principal aplicación es modular la señal de un sensor de fibra óptica para que el relé mecánico pueda cambiar los contactos.

La corriente de carga y voltaje de salida máximos en este ejemplo son 5 amperios y 60 VDC. Se debería consultar el diagrama de cableado y las especificaciones del fabricante antes de conectar el relé.

SENSORES DE FIBRA OPTICA

Un sensor de fibra óptica detecta un objeto usando fibras ópticas para transmitir un rayo de luz hacia y desde un amplificador. El amplificador contiene una fuente de luz y un detector. La fuente de luz es comúnmente una luz roja que emite diodo (LED), (diodo emisor de luz) y el detector es sensitivo a la longitud de onda emitida por la fuente de luz. La modulación del rayo emitido por la fuente de luz elimina la interferencia causada por la luz del ambiente. El detector opera un transistor que tiene una salida ON u OFF.

Una fibra óptica típica tiene un diámetro de sólo 0.002 pulgadas (0.05 mm). La fibra óptica consta de un núcleo interior de vidrio y un revestimiento exterior de acero inoxidable La transmisión de la señal se hace como lo muestra la figura.

El núcleo interior tiene un índice de refracción más alto que el revestimiento de acero inoxidable. Cualquier luz que entre a la fibra se reflejará completamente por el límite entre el núcleo y el revestimiento de acero inoxidable sin absorción. Los rayos de luz recorren la longitud completa de la fibra debido a la reflexión interna total.

Las imperfecciones en la fibra óptica provocan una pérdida de intensidad de luz entre un extremo y el otro. La Figura muestra algunas imperfecciones y cómo cada una afecta los rayos de luz.

Imperfecciones de la fibra óptica

Impurezas, burbujas e irregularidades en la construcción y densidad de la fibra y defeccionarán o absorverán algo de la luz de entrada. Los extremos irregulares de fibra causados por un corte no apropiado también incrementarán la pérdida de luz.

Hay dos tipos de sensores de fibra óptica: a través de rayo y reflectivas. Los dos tipos se muestran en la Figura.

En el tipo a través de rayo, las fibras transmisoras dirigen la luz de la fuente hacia las fibras receptoras, las cuales conducen la luz de vuelta al detector. Los dos haces de fibras se enfrentan entre sí en el mismo eje, separados hasta 5 pulgadas (12 cm). Un objeto que pase entre los dos haces interrumpe el rayo de luz, cambiando el transistor.

En el sensor de tipo reflectivo, las fibras transmisoras proyectan luz de la fuente. Un objeto que pase en frente del sensor refleja la luz de vuelta a las fibras receptoras.

Los sensores de tipo reflectivo usan un haz bifurcado simple que contiene todas las fibras. La fibra se divide en dos ramas en algún punto, con una rama conectándose al transmisor y la otra al detector. Las fibras de haz bifurcado, pueden disponerse ya sea hemisférica o aleatoriamente.

Los cables de los sensores de fibra óptica se insertan en huecos de montaje en el amplificador Están marcados con flechas para indicar la fuente de luz y el receptor.El amplificador tiene un tornillo de ajuste de sensibilidad.

INTERRUPTOR (SENSOR) DE PROXIMIDAD CAPACITIVA

Un capacitor se forma cuando dos conductores eléctricos, separados por un material aislante tal como el aire, están conectados a polos opuestos de la misma fuente de voltaje.

Cuando un objeto detectable entra al campo eléctrico del sensor, la carga negativa tanto del objeto como la tierra atraen la carga positiva del electrodo. Para equilibrar la carga negativa incrementada, los electrones son expulsados del electrodo, incrementando la carga positiva del electrodo y por tanto su capacitancia.

La distancia de percepción de los interruptores de proximidad capacitiva depende del tamaño tanto del electrodo como del objeto blanco y la densidad del material de percepción. Los interruptores de proximidad capacitiva existen con tornillos de ajuste de sensibilidad y luces indicadoras. La luz indicadora se enciende cuando un objeto entra al rango de detección del sensor, verificando la operación apropiada del electrodo.

INTERRUPTORES (SENSOR) DE PROXIMIDAD INDUCTIVA

Una corriente eléctrica que fluye a través de una bobina produce un campo magnético. El campo magnético induce corrientes parásitas en cualquier objeto metálico ubicado dentro del campo magnético de la bobina.

Estas corrientes parásitas a su vez producen su propio campo magnético. La Figura muestra los campos magnéticos asociados con las corrientes aplicada e inducida.

Campos Magnéticos

Un interruptor de proximidad inductiva (interruptor IP) percibe la presencia de un objeto metálico detectando el campo magnético de las corrientes parásitas inducidas. El interruptor IP consta de un bobina del cable, oscilador, rectificador y transistor. El oscilador incluye un circuito de resonancia que aplica un voltaje AC a la bobina del cable.

La distancia de percepción de un interruptor IP también depende de la composición del objeto blanco. Por ejemplo, detecta el cobre en un 40% de la distancia estándar de percepción, y el acero inoxidable en un 90%. Los objetos no metálicos son conductores muy pobres y no se detectarán en absoluto.

Debido al efecto que el metal tiene sobre el campo magnético, el sensor debe montarse con una distancia mínima entre el extremo del interruptor y cualquier metal circundante, como también entre otros interruptores de Proximidad Inductiva.