principios físicos de sensores.pdf

DIANI JULIET SALCEDO CABEZAS

SENSORES

Sensores DigitalesSensores Digitales

TIPOSTIPOS EElectromecánicoslectromecánicos MMagnéticosagnéticos IInductivosnductivos CCapacitivosapacitivos OOpticospticos UUltrasónicosltrasónicos NNeumáticoseumáticos


SENSORES

CCLASIFICACIONLASIFICACION

Con Contacto

Sin Contacto

Salida neumática

Sensoresde posiciónmagnéticos

Sensoresde posiciónInductivos

Sensoresde posiciónCapacitivos

Barrerasde luz

Sens. Reflexióndirecta

Sensoresde Posición

Opticos

BarrerasUltrasónicas

SensoresUltrasónicos

Sensoresde PosiciónUltrasónicos

Sens. ObturaciónFuga

SensoresReflex

Barrerasde Aire

Sensoresde PosiciónNeumáticos

TIPOS DE SENSORES DE PROXIMIDAD


SENSORES

INTERRUPTORES DE POSICION INTERRUPTORES DE POSICION EELECTROMECANICOSLECTROMECANICOS

Con los finales de carrera mecánicos, se Con los finales de carrera mecánicos, se establece o se interrumpe un contacto por establece o se interrumpe un contacto por medio de una fuerza externa. La vida útil medio de una fuerza externa. La vida útil del contacto es de un máximo de 10 mill. del contacto es de un máximo de 10 mill. de ciclos de interrupción. Dependiendo de ciclos de interrupción. Dependiendo del diseño, pueden transmitirse tensiones del diseño, pueden transmitirse tensiones e intensidades relativamente elevadas. En e intensidades relativamente elevadas. En el caso final de carrera mecánico, el el caso final de carrera mecánico, el espacio que separa dos contactos abiertos espacio que separa dos contactos abiertos de diferente polaridad se conoce como el de diferente polaridad se conoce como el intervalo entre contactos. Los tiempos de intervalo entre contactos. Los tiempos de conmutación de los finales de carrera conmutación de los finales de carrera mecánicos son entre 1 y de 10 ms. mecánicos son entre 1 y de 10 ms. Cuando se utilizan interruptores Cuando se utilizan interruptores electromecánicos para operaciones de electromecánicos para operaciones de conteo, deben tenerse en cuenta los conteo, deben tenerse en cuenta los posibles rebotes de los contactos.posibles rebotes de los contactos.

1. Muelle de Compresión 6. Muelle arqueado2..Caja 7. Muelle de Presión de contactos3. Disco de Retención 8.. Lámina de contacto4. Contactos Norm. 9. Perno guía

Abiertos5. Contactos Normalmente cerrados


SENSORES

TIPOS DE FINALES DE CARRERA: Interruptores miniatura de posiciónInterruptores miniatura de posición Interruptores de controlInterruptores de control Interruptores de ruptura brusca o de Interruptores de ruptura brusca o de

contacto progresivocontacto progresivo Interruptores de posición al aireInterruptores de posición al aire Interruptores de posición sumergidos en Interruptores de posición sumergidos en

plástico y en metalplástico y en metal Interruptores de posición de seguridadInterruptores de posición de seguridad Interruptores de posición de precisiónInterruptores de posición de precisión

Material del Contacto: Níquel Material del Contacto: Níquel -- Oro, oro Oro, oro fino, plata, óxido de plata fino, plata, óxido de plata -- cadmio, cadmio, plata plata -- paladio y níquel paladio y níquel -- plataplata

Accesorios para finales de carrera Accesorios para finales de carrera mecánicos (ver figura):mecánicos (ver figura):

a) Rodilloa) Rodillob) Rodillo con retorno en vacíob) Rodillo con retorno en vacíoc) Antena c) Antena

Datos técnicos de un final de carrera:Capacidad de ruptura :24 V DC, 6A (250 V AC, 6A)Precisión punto de conmutación : de 0.01 a 0.1 mmFrecuencia de conmutación : Aprox. 60 … 400 operaciones de conmutación/ minVida útil : 10 Mill. De ciclos de rupturaClase de protección (IEC 529, DIN 40050) de IP00 a IP67


SENSORES

INSTALACION:INSTALACION: Precisión en relación con el montajePrecisión en relación con el montaje Rigidez de la conexión del Rigidez de la conexión del

interruptor/Soporte interruptor/Soporte Cuidadosa observancia de los dispositivos Cuidadosa observancia de los dispositivos

de actuaciónde actuación En caso de conexiones a presión o En caso de conexiones a presión o

atornilladas, utilizar terminales aisladosatornilladas, utilizar terminales aislados No recalentar los contactos en caso de No recalentar los contactos en caso de

soldar los cablessoldar los cablesAPLICACIÓN:APLICACIÓN: Ambientes con elevado ruido eléctricoAmbientes con elevado ruido eléctrico Tareas muy precisas (interruptores con Tareas muy precisas (interruptores con

precisión hasta 0.001 mm)precisión hasta 0.001 mm)EJEMPLOS DE APLICACIÓN:EJEMPLOS DE APLICACIÓN: Vigilancia de una puertaVigilancia de una puerta Interruptor de luces de frenoInterruptor de luces de frenoPROTECCIONPROTECCION::La figura muestra los circuitos de La figura muestra los circuitos de protección para estos sensores protección para estos sensores

+ 24 V DC I RLL

DV

0 V

+ 24 V DC I RL L

C

R

V

0 V

RL Resistencia de carga L = Inductancia de cargaR = Resistencia de Protección C= condensador de protecciónD = Diodo o varistor de protección

Se debe restringir la máxima intensidad , ya que Se debe restringir la máxima intensidad , ya que esta conduce a la formación de picosesta conduce a la formación de picosCuando se interrumpen cargas inductivas, se crea Cuando se interrumpen cargas inductivas, se crea un pico de alta tensión un pico de alta tensión

El valor eléctrico de estos depende de la El valor eléctrico de estos depende de la potencia del elemento que activa el contacto potencia del elemento que activa el contacto

El circuito de protección puede ser un RC, un El circuito de protección puede ser un RC, un diodo o un varistor;diodo o un varistor;


SENSORES

VENTAJAS DESVENTAJASVENTAJAS DESVENTAJAS

••Precio moderadoPrecio moderado••Sirven para ambientes con Sirven para ambientes con elevado ruido eléctrico como elevado ruido eléctrico como resultado de campos resultado de campos electromagnéticoselectromagnéticos••Tienen una amplia gama de Tienen una amplia gama de aplicacionesaplicaciones••Los sensores Mecánicos Los sensores Mecánicos --Neumáticos por no tener Neumáticos por no tener contactos eléctricos es imposible contactos eléctricos es imposible que estos se quemenque estos se quemen

En operaciones de conteo En operaciones de conteo pueden haber rebotes de los pueden haber rebotes de los contactoscontactos


SENSORES

SENSORES DE PROXIMIDAD SENSORES DE PROXIMIDAD MMAGNETICOSAGNETICOSFUNDAMENTOS:FUNDAMENTOS:

El interruptor reed es el método más sencillo con El interruptor reed es el método más sencillo con el que se detecta un campo magnético. Dos el que se detecta un campo magnético. Dos láminas flexibles de material magnético se unen láminas flexibles de material magnético se unen por medio de un campo magnético externo, por medio de un campo magnético externo, estableciendo un contacto eléctrico. El cierre de estableciendo un contacto eléctrico. El cierre de este contacto no esta exento de rebotes.este contacto no esta exento de rebotes.

Este interruptor tiene dos o tres zonas de Este interruptor tiene dos o tres zonas de conmutación dependiendo de la dirección del eje conmutación dependiendo de la dirección del eje polar magnético. Si el eje polar apunta polar magnético. Si el eje polar apunta perpendicularmente al plano de las láminas reed perpendicularmente al plano de las láminas reed siempre se obtendrán dos zonas de conmutación; siempre se obtendrán dos zonas de conmutación; de lo contrario se crean tres zonas de de lo contrario se crean tres zonas de conmutación para distancias pequeñas, una zona conmutación para distancias pequeñas, una zona principal de conmutación y dos zonas más principal de conmutación y dos zonas más pequeñas por los efectos magnéticos inversos de pequeñas por los efectos magnéticos inversos de las láminas reed cuando entran en el campo las láminas reed cuando entran en el campo magnético magnético

ON

OFF

t1 t2 t


SENSORES

DESCRIPCIÓN:DESCRIPCIÓN:

Sensores magnéticos de proximidad reedSensores magnéticos de proximidad reed

T en sió n d e co n m u tac ió nP rec is ió n d e co n m u tac ió nP o ten c ia m áx im a d ein te rru p c ió nM ax . In te rfe ren c iam ag n é ticaM ax . C o rrien te d eru p tu raF recu en c ia m ax . D eco n m u tac ió nT iem p o d e co n m u tac ió nC o n d u c tan c iaV id a ú til d e l co n tac toC la se d e p ro tec c ió n IE C5 2 9 , D IN 4 0 0 5 0T em p . d e fu n c io n am ien to

1 2 V … 2 7 V D C o A C± 0 .1 m m4 0 W

0 .1 6 m T2 A5 0 0 H z

≤ 2 m s0 .1Ω5 • 1 0 6 c ic lo sco n m u tac ió nIP 6 6

- 2 0 C … 6 0 C

CARACTERISTICAS TECNICAS

Las láminas de contacto en material ferromagnético (Fe-Ni aleado, Fe= Hierro, Ni= níquel) están selladas dentro de un pequeño tubo de vidrio.El tubo se llena con un gas inerte.Si se acerca un campo magnético al sensor las láminas se unen por magnetismo y se produce un contacto eléctrico.


SENSORESINSTALACION:INSTALACION:Que no haya interferencias cerca del sensor, con Que no haya interferencias cerca del sensor, con un campo magnético mayor de 0.16 mT.un campo magnético mayor de 0.16 mT.

Si se montan varios cilindros neumáticos con Si se montan varios cilindros neumáticos con estos sensores, se requiere una distancia mínima estos sensores, se requiere una distancia mínima de 60mm entre ellos y las paredes externas de de 60mm entre ellos y las paredes externas de los cilindros adyacentes, para no producir los cilindros adyacentes, para no producir puntos de conmutación no deseados.puntos de conmutación no deseados.Reducir el máximo flujo de corriente para evitar Reducir el máximo flujo de corriente para evitar que se quemen las láminas de contacto.que se quemen las láminas de contacto.Prever un circuito de protección para el sensor Prever un circuito de protección para el sensor que evite picos de tensión elevados, el cual que evite picos de tensión elevados, el cual puede ser un RC, un diodo o un varistor.puede ser un RC, un diodo o un varistor.

APLICACIÓN:APLICACIÓN:Detectores de posición de cilindros, medición Detectores de posición de cilindros, medición de velocidad de rotación de piezas de cualquier de velocidad de rotación de piezas de cualquier material, detección selectiva de piezas material, detección selectiva de piezas individuales de series similares, sistemas de individuales de series similares, sistemas de codificación por desplazamiento incremental, codificación por desplazamiento incremental, disposición de conteo, interruptores de puertas, disposición de conteo, interruptores de puertas, posicionamiento de materialposicionamiento de material

+ 24 V DC I RL L

DV

0 V

+ 24 V DC I RL L

C

RV

0 V

RL Resistencia de carga L = Inductancia de cargaR = Resistencia de Protección C= condensador de protecciónD = Diodo o varistor de protección

BN(1)

BN(4)

BU(3)

RL

R

+ 24V DC

0v

Sensor con diodo emisor de luz incorporado para indicar su estado

Circuitos de protección para contactos Reed


SENSORES

SENSORES DE PROXIMIDAD SENSORES DE PROXIMIDAD MAGNÉTICO MAGNÉTICO -- INDUCTIVOS:INDUCTIVOS:

Tiene una bobina osciladora incorporada de Tiene una bobina osciladora incorporada de tipo núcleo de capa cerrada (ferrita tipo núcleo de capa cerrada (ferrita apantallado). Al acercar un imán permanente, apantallado). Al acercar un imán permanente, el material del núcleo del oscilador se satura el material del núcleo del oscilador se satura causando una variación en la corriente del causando una variación en la corriente del oscilador del sensor de proximidad. Una etapa oscilador del sensor de proximidad. Una etapa de disparo evalúa el cambio y lo convierte en de disparo evalúa el cambio y lo convierte en una señal de salida definida. Estos sensores una señal de salida definida. Estos sensores solo reaccionan ante campos magnéticos.solo reaccionan ante campos magnéticos.VENTAJAS:VENTAJAS:

No hay problemas con los rebotes de los No hay problemas con los rebotes de los contactoscontactos

No tienen desgaste al no haber partes móvilesNo tienen desgaste al no haber partes móviles Se crea solamente un área de conmutaciónSe crea solamente un área de conmutación

APLICACIÓN:APLICACIÓN:Detección de la posición del émbolo en los Detección de la posición del émbolo en los

cilindros neumáticos y en otras al igual que cilindros neumáticos y en otras al igual que los sensores de proximidad. los sensores de proximidad.

SENSORES DE PROXIMIDAD SENSORES DE PROXIMIDAD MAGNETICOMAGNETICO--NEUMATICOSNEUMATICOS

El sensor de proximidad corresponde en El sensor de proximidad corresponde en principio a una barrera de aire, en la que principio a una barrera de aire, en la que una lámina de conmutación obtura el flujo una lámina de conmutación obtura el flujo de aire de una señal inminente. Al de aire de una señal inminente. Al acercarse el campo magnético la lámina es acercarse el campo magnético la lámina es atrapada y libera el flujo de aire, creando atrapada y libera el flujo de aire, creando así una señal en la salida. Algunos tipos de así una señal en la salida. Algunos tipos de sensor funcionan en combinación con sensor funcionan en combinación con amplificadores de presión.amplificadores de presión.La distancia entre dos sensores de este tipo La distancia entre dos sensores de este tipo debería ser por lo menos de 50mm.debería ser por lo menos de 50mm.Si la señal de salida de baja presión va a Si la señal de salida de baja presión va a utilizarse para un proceso posterior es utilizarse para un proceso posterior es recomendable instalar en serie un recomendable instalar en serie un amplificador de presión.amplificador de presión.APLICACIÓN:APLICACIÓN:Detección de la posición del émbolo en Detección de la posición del émbolo en cilindros neumáticos y para soluciones cilindros neumáticos y para soluciones puramente neumáticas.puramente neumáticas.


SENSORES

VENTAJAS VENTAJAS DESVENTAJASDESVENTAJASReedReed••Si se le aplica un imán al objeto a Si se le aplica un imán al objeto a detectar se pueden solucionar muchos detectar se pueden solucionar muchos problemasproblemasLos magnéticos inductivos comparados Los magnéticos inductivos comparados con los Reed tienen las siguientes con los Reed tienen las siguientes ventajasventajas••No presentan problemas en los rebotes No presentan problemas en los rebotes de los contactosde los contactos••No tienen desgaste al no haber partes No tienen desgaste al no haber partes móvilesmóviles••Se crea solo un área de conmutación, si Se crea solo un área de conmutación, si el eje polar magnético se alinea el eje polar magnético se alinea adecuadamenteadecuadamenteMagnético Magnético -- NeumáticoNeumáticoEs adecuado para soluciones puramente Es adecuado para soluciones puramente neumáticas, es decir en aquellas en las neumáticas, es decir en aquellas en las que el aire comprimido es la única que el aire comprimido es la única fuente de energíafuente de energía

ReedReed••Se debe asegurar que no haya Se debe asegurar que no haya interferencias cerca del sensor con interferencias cerca del sensor con campo magnético mayor a 0.16 mT. campo magnético mayor a 0.16 mT. De ser así el sensor debe apantallarseDe ser así el sensor debe apantallarseLos magnéticos inductivos Los magnéticos inductivos comparados con los Reed tienen las comparados con los Reed tienen las siguientes ventajassiguientes ventajas••Sólo reaccionan ante campos Sólo reaccionan ante campos magnéticos y no ante cualquier magnéticos y no ante cualquier objeto metálicoobjeto metálico••En general pueden presentar un En general pueden presentar un comportamiento asimétrico de comportamiento asimétrico de conexiónconexión


SENSORES

SENSORES DE PROXIMIDAD SENSORES DE PROXIMIDAD IINDUCTIVOSNDUCTIVOS

1 Oscilador 1 Oscilador 6 Tensión externa6 Tensión externa2 Demodulador constante 7 Alimentación intern2 Demodulador constante 7 Alimentación interna a 3 Etapa de disparo 3 Etapa de disparo 8 Zona activa (bobina)8 Zona activa (bobina)4 Indicador estado de activación 9 Salida del sensor4 Indicador estado de activación 9 Salida del sensor5 Etapa de salida con circuito protector5 Etapa de salida con circuito protector

Los componentes más importantes son: Los componentes más importantes son: oscilador, rectificador demodulador, oscilador, rectificador demodulador, amplificador biestable y etapa de salida.amplificador biestable y etapa de salida.

FUNCIONAMIENTO:FUNCIONAMIENTO: El campo El campo magnético que es dirigido hacia el magnético que es dirigido hacia el exterior, es generado por un núcleo de exterior, es generado por un núcleo de ferrita ferrita semiabierto de semiabierto de una una

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6

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bobina osciladora y de un apantallado adicional. Esto crea un área limitada a lo largo de la superficie activa del sensor conocida como zona activa de conmutación.Al aplicar tensión el oscilador se activa y fluye una corriente de reposo definida. Si un objeto conductor de electricidad se introduce en esa zona, se crean corrientes parásitas que restan energía al oscilador. La oscilación se atenúa y se produce un cambio en el consumo de corriente del sensor. Los dos estados se evalúan electrónicamente


SENSORES

CARACTERISTICAS TECNICASCARACTERISTICAS TECNICASMaterial del objeto MetalesTensión de funcionamiento Típica 10 V...30V Distancia de Conmutación nominal Típica 0.8... 0mm, Máx. Aprox. 50mm Intensidad máxima 75 mA...40 mATemperatura de Funcionamiento -25oC ... +70oCVibración 10... 50 Hz,1 mm amplitudSensibilidad a la suciedad InsensibleVida útil Muy largaFrecuencia de Conmutación Típica 10...5000HzEjecución Cilíndrica, rectangularTamaños (ejemplos) M8x1, M12x1, M18x1, M30x1,

ø 4 mm... ø 30 mm, 25 mm x 40 mm x 80 mmClases de protección IEC529, DIN40 050 Hasta IP 67

CLASES DE PROTECCION:CLASES DE PROTECCION:•• Contra la polaridad inversa (contra daños causados como resultaContra la polaridad inversa (contra daños causados como resultado de invertir las do de invertir las conexionesconexiones•• Contra cortocircuito (protege el cortocircuito de la salida conContra cortocircuito (protege el cortocircuito de la salida contra la tierra)tra la tierra)•• Protección contra rotura de cable (la salida se bloquea si la lProtección contra rotura de cable (la salida se bloquea si la línea de alimentación se ínea de alimentación se desconecta)desconecta)


SENSORES

OBSERVACIONES SOBRE LA APLICACIÓN:OBSERVACIONES SOBRE LA APLICACIÓN:Si se montan en alojamientos metálicos, debe Si se montan en alojamientos metálicos, debe tenerse cuidado de no alterar las características tenerse cuidado de no alterar las características del sensor.del sensor.

Donde deban montarse sensores completamente Donde deban montarse sensores completamente enrasados en metal, se debe hacer de forma enrasados en metal, se debe hacer de forma que el campo electromagnético este dirigido que el campo electromagnético este dirigido desde la zona activa hacia delante y así las desde la zona activa hacia delante y así las características del sensor no serán influidas características del sensor no serán influidas por el método de montaje. En caso de montaje por el método de montaje. En caso de montaje adyacente se debe tener una distancia mínima adyacente se debe tener una distancia mínima entre ellos en relación con su diámetro.entre ellos en relación con su diámetro. Montaje enrasado Montaje no enrasadoMontaje enrasado Montaje no enrasado

Superficie activa

Montaje adyacente

d d dZona libre≥3 x Sn d

Zona libre 3 x Sn Zona libre

≥3xSn

≥2xSn

Una de sus ventajas es que son sencillos de instalar y ahorran espacio. La desventaja con los no-enrasado es que aunque el diámetro exterior del cuerpo sea idéntico, la distancia de detección es inferior.Los sensores no - enrasados montados sobre materiales que influyen en sus características (metáles) requieren una zona libre que circunde toda el área activa; también pueden montarsen embebidos en plástico, madera u otros materiales no metálicos.EJEMPLOS DE PLICACION:EJEMPLOS DE PLICACION: Detección del émbolo en un cilindro neumático o Detección del émbolo en un cilindro neumático o hidráulico, detección de transportadores metálicos de piezas en hidráulico, detección de transportadores metálicos de piezas en una cinta, detección de un una cinta, detección de un árbol de levas, medición de la velocidad y sentido de rotación, árbol de levas, medición de la velocidad y sentido de rotación, posición final de la matriz de posición final de la matriz de una prensa una prensa


SENSORES

VENTAJAS DESVENTAJASVENTAJAS DESVENTAJAS

••Tiene una vida útil muy largaTiene una vida útil muy larga••Es insensible a la suciedadEs insensible a la suciedad••Los sensores de montaje Los sensores de montaje enrasado son sencillos de instalar enrasado son sencillos de instalar y ahorran espacioy ahorran espacio

••Sólo detectan materiales Sólo detectan materiales conductores de electricidadconductores de electricidad••Los de montaje enrasado tienen Los de montaje enrasado tienen una distancia de detección una distancia de detección inferiorinferior


SENSORES

SENSORES DE PROXIMIDAD SENSORES DE PROXIMIDAD CCAPACITIVOSAPACITIVOS

1 Oscilador 1 Oscilador 6 Tensión externa6 Tensión externa2 Demodulador 7 Alimentación inter2 Demodulador 7 Alimentación interna constantena constante3 Etapa de disparo 3 Etapa de disparo 8 Zona activa (bobina)8 Zona activa (bobina)4 Indicador estado de activación 9 Salida del sensor4 Indicador estado de activación 9 Salida del sensor5 Etapa de salida con circuito protector5 Etapa de salida con circuito protector

FUNCIONAMIENTO:FUNCIONAMIENTO:

Se basa en la medición de los cambios de Se basa en la medición de los cambios de capacitancia eléctrica de un condensador capacitancia eléctrica de un condensador en un circuito resonante RC, ante la en un circuito resonante RC, ante la aproximación de cualquier material.aproximación de cualquier material.

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Entre un electrodo “activo” y uno puesto Entre un electrodo “activo” y uno puesto a tierra, se crea un campo a tierra, se crea un campo electrostático disperso. Por lo general electrostático disperso. Por lo general hay un tercer electrodo para hay un tercer electrodo para compensación de las influencias que compensación de las influencias que pueda ocasionar la humedad en el pueda ocasionar la humedad en el sensor.sensor.

Si un objeto o un medio (metal , plástico, Si un objeto o un medio (metal , plástico, vidrio, madera, agua), irrumpe en la vidrio, madera, agua), irrumpe en la zona activa de conmutación, la zona activa de conmutación, la capacitancia del circuito resonante se capacitancia del circuito resonante se altera. Este cambio en la capacitancia altera. Este cambio en la capacitancia depende escencialmente de la distancia depende escencialmente de la distancia entre el medio y la superficie activa, las entre el medio y la superficie activa, las dimensiones del medio y su constante dimensiones del medio y su constante dieléctrica. La distancia puede ajustarse dieléctrica. La distancia puede ajustarse por medio de un potenciómetro y así por medio de un potenciómetro y así eliminar la detección de ciertos medios. eliminar la detección de ciertos medios.


SENSORES

Gruesodel material

1.5 mm3.0 mm4.5 mm6.0 mm7.5 mm9.0 mm10.5 mm

Distanciade conmutación

0.2 mm1.0 mm2.0 mm2.3 mm2.5 mm2.5 mm

Material

Todos los metalesAguaVidrioPlásticoCartónMadera (dep. Humedad)Aceite

Factor deReducción

1.01.0

0.3 … 0.50.3 … 0.60.3 … 0.50.2 … 0.7

0.1 … 0.3

Tensión de funcionamiento

Distancia nominal de conmutaciónMaterial de los objetos

Intensidad de conmutaciónTemperatura de funcionamientoSensibilidad a la suciedadVida útilFrecuencia de conmutaciónEjecución

Clase de protección IEC 529, DIN 40 050

Típica 10 … 30V DC ó 20…250V ACTípica 5 … 20 mm, max 60 mmTodos los materiales conconstante dieléctrica >1Máx. 500 mA DC-25C… +70Csensiblemuy largahasta 300 HzCilíndrica p.ej. M18x1, M30x1Hasta ∅ 30 mm, rectangularHasta IP 67

Variación de la distancia de conmutación Valores indicados para el factor de reducción


SENSORES

OBSERVACIONES SOBRE LA OBSERVACIONES SOBRE LA APLICACIÓN:APLICACIÓN:Son más sensibles a las perturbaciones y Son más sensibles a las perturbaciones y a la humedad debido a la elevada a la humedad debido a la elevada constante dieléctrica del agua. Se constante dieléctrica del agua. Se pueden usar para detectar objetos a pueden usar para detectar objetos a través de una pared no través de una pared no -- metálica (grosor metálica (grosor < 4mm y la constante dieléctrica del < 4mm y la constante dieléctrica del material a detectar debe ser por lo material a detectar debe ser por lo menos 4 veces el de la pared.menos 4 veces el de la pared.Este sensor es más universal en Este sensor es más universal en aplicaciones que el inductivoaplicaciones que el inductivoCONSIDERACIONES:CONSIDERACIONES:

Por costos en la detección de objetos Por costos en la detección de objetos metálicos se prefieren los inductivosmetálicos se prefieren los inductivos

En la detección de objetos no En la detección de objetos no --metálicos también compiten como metálicos también compiten como alternativa viable los sensores ópticosalternativa viable los sensores ópticos

EJEMPLOS DE APLICACIÓNEJEMPLOS DE APLICACIÓN::

Son adecuados para supervisar los Son adecuados para supervisar los niveles de llenado en contenedores de niveles de llenado en contenedores de almacenamiento y en la detección de almacenamiento y en la detección de materiales no materiales no -- metálicos.metálicos.

En la detección de objetos mate y negros En la detección de objetos mate y negros (goma cuero, plástico y otros), es más (goma cuero, plástico y otros), es más económica que el ultrasónico.económica que el ultrasónico.

Detección del nivel de llenado de Detección del nivel de llenado de material a granelmaterial a granel

Verificación del contenido de paquetesVerificación del contenido de paquetes Supervisión del bobinado de cables e Supervisión del bobinado de cables e

hilos eléctricoshilos eléctricos Comprobación de la presencia de Comprobación de la presencia de

bombillas en cajas de cartón montadas bombillas en cajas de cartón montadas


SENSORES

VENTAJAS VENTAJAS DESVENTAJASDESVENTAJAS

••Reaccionan ante una amplia Reaccionan ante una amplia gama de materiales, lo que lo gama de materiales, lo que lo hace mas universal en hace mas universal en aplicaciones que el sensor de aplicaciones que el sensor de proximidad ópticoproximidad óptico••Son excelentes en la detección Son excelentes en la detección de objetos mate y negrode objetos mate y negro

Es sensible a la humedad Es sensible a la humedad debido a la elevada constante debido a la elevada constante dieléctrica del aguadieléctrica del aguaEn la detección de objetos En la detección de objetos metálicos se prefieren los metálicos se prefieren los inductivos a los capacitivos por inductivos a los capacitivos por costoscostosEn la detección de objetos no En la detección de objetos no metálicos se tiene como metálicos se tiene como alternativa los ópticos también alternativa los ópticos también por costospor costosSi la constante dieléctrica es Si la constante dieléctrica es menor a 1 no se pueden usarmenor a 1 no se pueden usar


SENSORES

SENSORES DE PROXIMIDAD SENSORES DE PROXIMIDAD OOPTICOSPTICOS

CABLES DE FIBRA OPTICACABLES DE FIBRA OPTICALos cables de fibra óptica (cables de fibra de vidrio o de Los cables de fibra óptica (cables de fibra de vidrio o de plástico) se utilizan plástico) se utilizan en la tecnología de los sensores para transportar la luz a zonasen la tecnología de los sensores para transportar la luz a zonas inaccesibles o inaccesibles o particularmente expuestas, en las que no hay espacio para un emiparticularmente expuestas, en las que no hay espacio para un emisor y/o sor y/o receptor o donde existen unas condiciones ambientales difíciles.receptor o donde existen unas condiciones ambientales difíciles.El funcionamiento de este cable está basado en la total refEl funcionamiento de este cable está basado en la total reflexión dentro de lexión dentro de una fibra irradiada en ella.una fibra irradiada en ella.Para conseguir una total reflexión, el núcleo altamente refPara conseguir una total reflexión, el núcleo altamente refractivo es envuelto ractivo es envuelto por un recubrimiento de baja refracción.por un recubrimiento de baja refracción.

Los cables de fibra óptica consisten en un único cable o en Los cables de fibra óptica consisten en un único cable o en un mazo de fibras. un mazo de fibras. La fibra óptica esta recubierta por una funda de material plLa fibra óptica esta recubierta por una funda de material plástico protector o ástico protector o un tubo metálico flexible.un tubo metálico flexible.

Total reflexión de los rayos de luz en el núcleo deTotal reflexión de los rayos de luz en el núcleo de una fibra ópticauna fibra óptica


SENSORES

TIPOS DE FIBRAS OPTICASTIPOS DE FIBRAS OPTICAS

Los modos se refieren a las formas Los modos se refieren a las formas particulares de propagación del rayo de particulares de propagación del rayo de luz dentro del cable de fibra óptica, las luz dentro del cable de fibra óptica, las cuales difieren según su dirección cuales difieren según su dirección individual de propagación.individual de propagación.

Una fibra con índice escalonado, tiene Una fibra con índice escalonado, tiene un fino límite entre el índice de un fino límite entre el índice de refracción del núcleo y el de la funda, refracción del núcleo y el de la funda, los rayos de luz pueden pasar a través los rayos de luz pueden pasar a través de la fibra de varias maneras de la fibra de varias maneras (Multimodo). Un pequeño pulso de (Multimodo). Un pequeño pulso de entrada se amplía al pasar a través de entrada se amplía al pasar a través de esta fibra, puesto que los diferentes esta fibra, puesto que los diferentes ángulos de aceptación producen ángulos de aceptación producen distancias diferentes. En el caso de distancias diferentes. En el caso de fibra con índice escalonado monomodo fibra con índice escalonado monomodo solo hay una ruta para el rayo de luz. solo hay una ruta para el rayo de luz. El pulso mantiene mucho su forma. El pulso mantiene mucho su forma.


SENSORES

FUNDAMENTOS FISICOSFUNDAMENTOS FISICOSSENSORES DE PROXIMIDADSENSORES DE PROXIMIDAD

Arbitrario Segmentado UniformeArbitrario Segmentado Uniforme

Concéntrico SemiConcéntrico Semi--circular en circular en -- línealínea

Diseño esquemático de las formas de fibrasDiseño esquemático de las formas de fibrasópticasópticas

Básicamente, en los sensores de proximidadBásicamente, en los sensores de proximidadse utilizan dos se utilizan dos cables. Uno cables. Uno transmite la luztransmite la luzemitida, mientras que el otro conduce laemitida, mientras que el otro conduce laluz al receptor del sensor de proximidad. luz al receptor del sensor de proximidad. Utilizando fibras ópticas pueden realizarseUtilizando fibras ópticas pueden realizarsesensores de barrera así como sensores desensores de barrera así como sensores dereflexión reflexión directa. directa. Para incrementar la Para incrementar la relativamente corta distancia de detección derelativamente corta distancia de detección delos sensores los sensores de reflexión directa con fibrade reflexión directa con fibraóptica, puede utilizarse también con reflectoróptica, puede utilizarse también con reflectorpara formar un sensor de retrorreflexión.para formar un sensor de retrorreflexión.Para aplicaciones en sensores los cables de Para aplicaciones en sensores los cables de fibra óptica pueden ser de fibra individual ofibra óptica pueden ser de fibra individual oen mazos de fibras. La disposición de la en mazos de fibras. La disposición de la fibra en el cable emisor y el receptor puedefibra en el cable emisor y el receptor puedehacerse de muchas maneras hacerse de muchas maneras


SENSORES

FACTORES DE CORRECCION A TENER EN CUENTA CON FACTORES DE CORRECCION A TENER EN CUENTA CON DIFERENTES SUPERFICIES DE OBJETOSDIFERENTES SUPERFICIES DE OBJETOS

MATERIAL FACTORCartón, blanco 1.0

Poliestireno expandido, blanco 1.0 ... 1.2

Metal brillante 1.2 ...2.0

Madera basta 0.4 ... 0.8

Tejido de algodón, balnco 0.5 ... 0.8

Cartón, blanco mate 0.1

Cartón, blanco brillante 0.3

PVC, gris 0.4 ... 0.8

La distancia de conmutación debe multiplicarse por el factor de corrección.


SENSORES

INFLUENCIA DEL FONDO EN EL AJUSTE DE SENSIBILIDADINFLUENCIA DEL FONDO EN EL AJUSTE DE SENSIBILIDAD

El efecto del sensor de reflexión directa El efecto del sensor de reflexión directa depende de la diferencia entre la reflexión depende de la diferencia entre la reflexión del objeto y la del fondo. Con contrastes del objeto y la del fondo. Con contrastes muy pequeños, el umbral de respuesta debe muy pequeños, el umbral de respuesta debe ajustarse, si es preciso, modificando la ajustarse, si es preciso, modificando la sensibilidad del sensor de proximidad sensibilidad del sensor de proximidad (potenciómetro de 1 vuelta o multivuelta) de (potenciómetro de 1 vuelta o multivuelta) de forma que el objeto sea detectado con forma que el objeto sea detectado con fiabilidad incluso bajo estas circunstancias fiabilidad incluso bajo estas circunstancias difíciles.difíciles.

Debe tenerse en cuenta un margen de Debe tenerse en cuenta un margen de tolerancia en relación con el envejecimiento, tolerancia en relación con el envejecimiento, fluctuaciones de la tensión o la temperatura fluctuaciones de la tensión o la temperatura y suciedad. y suciedad.

Cuando se ajusta con su potenciómetro, debe Cuando se ajusta con su potenciómetro, debe dejarse un cierto margen teniendo en cuenta dejarse un cierto margen teniendo en cuenta los cambios en las condiciones del objeto.los cambios en las condiciones del objeto.

Algunos tienen un LED intermitente Algunos tienen un LED intermitente incorporado para facilitar un ajuste correcto.incorporado para facilitar un ajuste correcto.

Potenciómetro de ajuste

Objeto Fondo

a

b

Influencia del fondo en un sensor de reflexión directa


SENSORESCOMPORTAMIENTO DE UN SENSOR DE REFLEXION DIRECTACOMPORTAMIENTO DE UN SENSOR DE REFLEXION DIRECTACON UN OBJETO ESPECULARCON UN OBJETO ESPECULAR

Superficie reflectanteSuperficie reflectante El objeto es detectadoEl objeto es detectado

Superficie reflectanteSuperficie reflectante

El objeto no es detectado El objeto no es detectado

ReceptorEmisor

ReceptorEmisor

Objetos Transparentes Vidrio Claro Plexiglás claro Lámina transparente Estos materiales tienen generalmente sup. reflectantes

lisas, lo que permite utilizar sensores de reflexión directa. Condición: Superficie del objeto a detectar alineada

perpendicular con la dirección del rayo de luz.Objetos con baja reflexión

Plástico negro mate Goma negra Tejidos obscuros Acero pulido Materiales obscuros con sup. rugosas Los sensores de reflexión directa no reaccionan ante este

tipo de materiales o lo hacen a distancias muy cortasSoluciones alternativas

Usar sensores de barrera o de retroreflexión para acercamiento lateral y sensores capacitivos o ultrasónicos

para aproximación frontal


SENSORES

SENSORES OPTICOS DE PROXIMIDAD CON CABLES SENSORES OPTICOS DE PROXIMIDAD CON CABLES DE FIBRA OPTICADE FIBRA OPTICA

Sensor de reflexión directa con Sensor de reflexión directa con cablescables de fibra ópticade fibra óptica

Los cables del emisor y del receptor se Los cables del emisor y del receptor se incorporan en una cabeza sensora.incorporan en una cabeza sensora.

La zona de respuesta de un sensor de La zona de respuesta de un sensor de barrera con fibra óptica está determinada barrera con fibra óptica está determinada con precisión por la apertura de los con precisión por la apertura de los extremos del cable de fibra óptica. Esto extremos del cable de fibra óptica. Esto permite una buena precisión en permite una buena precisión en aproximación lateral, incluso con objetos aproximación lateral, incluso con objetos pequeños.pequeños.

USOSUSOS-- Cuando dispositivos convencionales Cuando dispositivos convencionales

ocupan demasiado espacio.ocupan demasiado espacio.-- Areas de riesgo de explosiónAreas de riesgo de explosión-- Para detectar con precisión la posición Para detectar con precisión la posición

de pequeños objetos.de pequeños objetos.-- Usando dos cables de fibra óptica Usando dos cables de fibra óptica

separados, es posible construir un separados, es posible construir un sensor de barrera. Por su flexibilidad es sensor de barrera. Por su flexibilidad es de uso universal.de uso universal.

..


SENSORES

OBSERVACIONES SOBRE LA APLICACIONOBSERVACIONES SOBRE LA APLICACIONVENTAJAS DE LOS SENSORES ÓPTICOS DE PROXIMIDAD ADAPTADOS VENTAJAS DE LOS SENSORES ÓPTICOS DE PROXIMIDAD ADAPTADOS PARA UTILIZACIÓN CON FIBRAS ÓPTICASPARA UTILIZACIÓN CON FIBRAS ÓPTICAS

Detecta objetos en áreas de acceso restringido, por ejemplo a trDetecta objetos en áreas de acceso restringido, por ejemplo a través de agujerosavés de agujeros Posibilidad de instalación a distancia del cuerpo del sensor (poPosibilidad de instalación a distancia del cuerpo del sensor (por ejemplo en lugares r ejemplo en lugares

peligrosos: calor, agua, radiaciones, riesgo de explosión)peligrosos: calor, agua, radiaciones, riesgo de explosión) Detección precisa de pequeños objetosDetección precisa de pequeños objetos Los elementos detectores pueden desplazarse.Los elementos detectores pueden desplazarse.

VENTAJAS DE LOS CABLES OPTICOS DE POLIMEROVENTAJAS DE LOS CABLES OPTICOS DE POLIMERO Mecánicamente más resistentes que los de fibra de vidrioMecánicamente más resistentes que los de fibra de vidrio La longitud puede reducirse fácilmente cortando los extremos de La longitud puede reducirse fácilmente cortando los extremos de los cables con una los cables con una

cuchilla afiladacuchilla afilada Ahorro de costesAhorro de costes

VENTAJAS DE LOS CABLES OPTICOS DE FIBRA DE VIDRIOVENTAJAS DE LOS CABLES OPTICOS DE FIBRA DE VIDRIO Adecuados para elevadas temperaturasAdecuados para elevadas temperaturas Menor atenuación óptica en distancias largas y en rangos cercanoMenor atenuación óptica en distancias largas y en rangos cercanos al infrarrojos al infrarrojo Mayor durabilidadMayor durabilidad


SENSORES


••Generalmente tienen incorporado Generalmente tienen incorporado medidas de protección contra medidas de protección contra polaridad inversa, cortocircuito y polaridad inversa, cortocircuito y contra picos de tensióncontra picos de tensión••Aunque su vida útil es larga es Aunque su vida útil es larga es menor a la de los capacitivos e menor a la de los capacitivos e inductivoinductivo••El material del objeto puede ser El material del objeto puede ser cualquiera excepto con objetos cualquiera excepto con objetos muy transparentesmuy transparentes

••Debido a su exposición a Debido a su exposición a contaminación por polvo, contaminación por polvo, lubricantes y otros durante su lubricantes y otros durante su funcionamiento que causan funcionamiento que causan interferencias y fallas en su interferencias y fallas en su funcionamiento se deben tomar funcionamiento se deben tomar medidas necesarias por su medidas necesarias por su sensibilidad a la suciedadsensibilidad a la suciedad••Los ópticos de barrera presentan Los ópticos de barrera presentan dificultad a detectar objetos dificultad a detectar objetos transparentes y los ópticos de transparentes y los ópticos de retrorreflexión presentan dificultad retrorreflexión presentan dificultad con objetos reflectantescon objetos reflectantes


SENSORES

SENSORES DE PROXIMIDAD SENSORES DE PROXIMIDAD UULTRASONICOSLTRASONICOS

1 Oscilador 1 Oscilador 6 Tensión externa6 Tensión externa2 Unidad de evaluación 7 Tensión de Alimentación2 Unidad de evaluación 7 Tensión de Alimentación interna interna 3 Etapa de disparo 3 Etapa de disparo 8 Z. activa(Transductor Ultrasónico)8 Z. activa(Transductor Ultrasónico)4 Indicador estado de activación 9 Salida del sensor4 Indicador estado de activación 9 Salida del sensor5 Etapa de salida con circuito protector5 Etapa de salida con circuito protector

FUNCIONAMIENTO:FUNCIONAMIENTO:Se basa en la emisión y reflexión de ondas Se basa en la emisión y reflexión de ondas

acústicas entre un emisor, un objeto y un acústicas entre un emisor, un objeto y un receptor. Normalmente el portador de estas receptor. Normalmente el portador de estas ondas sónicas es el aire, se mide y se evalúa ondas sónicas es el aire, se mide y se evalúa el tiempo que tarda en desplazarse el sonidoel tiempo que tarda en desplazarse el sonido

G

6

8

1 2 3 4 59

7Se divide en tres módulos Se divide en tres módulos principalmente, el transductor principalmente, el transductor ultrasónico, la unidad de evaluación y la ultrasónico, la unidad de evaluación y la etapa de salida. Un pulso corto dispara etapa de salida. Un pulso corto dispara brevemente el transmisor ultrasónico el brevemente el transmisor ultrasónico el cual generalmente es un módulo piezocual generalmente es un módulo piezo--eléctrico.eléctrico.El transductor ultrasónico emite ondas El transductor ultrasónico emite ondas sónicas en el rango inaudible a cualquier sónicas en el rango inaudible a cualquier frecuencia generalmente entre 30 y 300 frecuencia generalmente entre 30 y 300 kHz. En muchos casos el transductor kHz. En muchos casos el transductor ultrasónico cambia de emisor a receptor ultrasónico cambia de emisor a receptor (como un micrófono). Los filtros dentro (como un micrófono). Los filtros dentro del sensor comprueban si el sonido del sensor comprueban si el sonido recibido es realmente el eco de las ondas recibido es realmente el eco de las ondas sónicas emitidas.sónicas emitidas.La velocidad de estos sensores puede La velocidad de estos sensores puede oscilar entre 1 Hz y 25 Hzoscilar entre 1 Hz y 25 Hz


SENSORES

DESVENTAJAS:DESVENTAJAS: Si se utilizan en objetos con superficies Si se utilizan en objetos con superficies

inclinadas, el sonido se desvía. Por esto la inclinadas, el sonido se desvía. Por esto la superficie del objeto a reflejar debe estar superficie del objeto a reflejar debe estar perpendicular al eje de propagación del perpendicular al eje de propagación del sonido o usar barreras ultrasónicassonido o usar barreras ultrasónicas

Reaccionan con relativa lentitud. La Reaccionan con relativa lentitud. La frecuencia de conmutación máxima está entre frecuencia de conmutación máxima está entre 1 y 125 Hz1 y 125 Hz

Son más caros que los ópticosSon más caros que los ópticos

CARACTERISTICAS TECNICASCARACTERISTICAS TECNICASGeneralmente tienen diodos emisores de luz Generalmente tienen diodos emisores de luz para indicar su estado y a menudo con un para indicar su estado y a menudo con un potenciómetro para el ajuste del rango de potenciómetro para el ajuste del rango de funcionamiento. También los hay con dos funcionamiento. También los hay con dos potenciómetros para ajustar una ventana de potenciómetros para ajustar una ventana de conmutación o con ejecuciones especiales conmutación o con ejecuciones especiales programables, con las que puede programables, con las que puede seleccionarse diferentes rangos de seleccionarse diferentes rangos de funcionamiento por medio de un interface funcionamiento por medio de un interface electrónicoelectrónico

AREAS DE APLICACION:AREAS DE APLICACION: Instalaciones de almacenamientoInstalaciones de almacenamiento Sistemas de transporteSistemas de transporte Industria de la alimentaciónIndustria de la alimentación Proceso de metales, vidrio y plásticosProceso de metales, vidrio y plásticos Supervisión de material a granelSupervisión de material a granel

VENTAJASVENTAJAS Rango relativamente amplioRango relativamente amplio Detección independiente del color y Detección independiente del color y

materialmaterial Detección de objetos transparentesDetección de objetos transparentes Insensible a la suciedad y al polvoInsensible a la suciedad y al polvo Posibilidad de desvanecimiento gradual Posibilidad de desvanecimiento gradual

del fondodel fondo Posible aplicarlo al aire librePosible aplicarlo al aire libre Posible detección sin contacto con Posible detección sin contacto con

puntos de conmutación de precisión puntos de conmutación de precisión variablevariable


SENSORES

Rango de detección(cm)

Dispuestos lateral. y adyacentemente

Dispuestos frontalmente

Con una pared lateral reflectante

6 … 30 >15 >120 >620 … 100 >60 >400 >1580 … 600 >250 >2500 >40

DISTANCIA MINIMA TIPICA ENTRE DOS SENSORES

Tensión de alimentación típica 24 V DC

Alcance nominal (en general, ajustable) típica 100 mm hasta 1 m max. Hasta 10 m

Material del objeto Cualquiera, excepto absorbentes de sonido

Intensidad de ruptura (salida por transistor) 100 … 400 mA DC

Temperatura de funcionamiento 0oC … 70o C, en parte hasta -10oCSensibilidad a la suciedad moderadaVida útil largaFrecuencia ultrasónica 30 kHz … 300 kHZFrecuencia de conmutación 1 … 125 HzEjecución cilindrica, rectangularClase de protección IEC 529, DIN 40 050 típica IP 65, max hasta IP 67

CARACTERISTICAS TECNICAS


SENSORES

TAMAÑO MINIMO DEL OBJETO:TAMAÑO MINIMO DEL OBJETO:

El tamaño depende del ángulo de aceptación El tamaño depende del ángulo de aceptación del rayo ultrasónico.del rayo ultrasónico.

Si las ondas ultrasónicas se dirigen a un objeto Si las ondas ultrasónicas se dirigen a un objeto demasiado pequeño, cualquier objeto que se demasiado pequeño, cualquier objeto que se halle al lado o en el fondo, puede interferirhalle al lado o en el fondo, puede interferir

Se recomienda hacer ensayos previos Se recomienda hacer ensayos previos desplazando la placa de verificación desplazando la placa de verificación lateralmente hacia el objeto a detectar, lateralmente hacia el objeto a detectar, mientras se observa la distancia de mientras se observa la distancia de conmutación.conmutación.

POSICION DEL OBJETO:POSICION DEL OBJETO: En superficies planas e inclinadas el sensor no En superficies planas e inclinadas el sensor no

recibe eco de la señalrecibe eco de la señal Los objetos con superficies lisas y regulares, Los objetos con superficies lisas y regulares,

no pueden detectarse si las desviaciones son no pueden detectarse si las desviaciones son por ejemplo más de ±3por ejemplo más de ±3oo… ±5… ±5o o de la de la perpendicular al sensor.perpendicular al sensor.

Con objetos de superficie rugosa o irregular, Con objetos de superficie rugosa o irregular, es posible un margen más amplio.es posible un margen más amplio.


SENSORES

Efecto de la temp. ambiente, Efecto de la temp. ambiente, humedad y presión atm.:humedad y presión atm.:

La velocidad de los ultrasónicos depende aprox. En un 1.8% por oC de la temperatura del aire. Se puede producir un pequeño cambio en el punto de conmutación por no tener compensación por temperatura. La humedad a una temperatura por debajo de los 40oC, afecta un cambio máximo en la vel. Del sonido de un 1.4% con una humedad relativa entre el 0% y el 100%.Los cambios naturales de presión atmosférica no producen cambios significativos.

Efecto de la temp. del objeto:Los objetos muy calientes producen fuertes estriamientos del aire y pueden interferir en la propagación ultrasónica

Efecto del ruido ambiental:Efecto del ruido ambiental:Ya que las frecuencias de transmisión

están en la gama de 30 kHz hasta 300 kHz y debido a la limitación de la banda del receptor, estos sensores son poco sensibles a ruidos externos.

Ejemplos de aplicación:Ejemplos de aplicación:

Para supervisar los niveles de llenado en silosControl de transportadores automáticos en almacenesControl de un bucle entre rodillos de alimentaciónClasificación según diferentes alturasDetección de grueso en lotes


SENSORES


••Pueden detectar una amplia gama Pueden detectar una amplia gama de diferentes materialesde diferentes materiales••Detección segura de objetos Detección segura de objetos transparentestransparentes••Insensible a la suciedad y al Insensible a la suciedad y al polvopolvo••Se puede aplicar al aire libreSe puede aplicar al aire libre••Detección sin contacto con Detección sin contacto con puntos de conmutación de puntos de conmutación de precisión variable. La zona de precisión variable. La zona de detección puede dividirse a detección puede dividirse a voluntadvoluntad

••Su velocidad esta limitada por la Su velocidad esta limitada por la máxima frecuencia de repetición máxima frecuencia de repetición de pulsosde pulsos••No se puede aplicar para objetos No se puede aplicar para objetos con superficies inclinadas, ya que con superficies inclinadas, ya que el sonido se desvíael sonido se desvía••reaccionan con relativa lentitudreaccionan con relativa lentitud••Son generalmente mas costosos Son generalmente mas costosos que los sensores de proximidad que los sensores de proximidad ópticos (casi el doble)ópticos (casi el doble)


SENSORES

SENSORES DE PROXIMIDAD SENSORES DE PROXIMIDAD NNEUMATICOSEUMATICOS

FUNCIONAMIENTO:FUNCIONAMIENTO:Detectan la presencia o ausencia de un objeto por medio de chorros de aire que detectan sin contacto. Cuando se presenta un objeto, se produce un cambio en la presión de la señal, que posteriormente es procesado.

VENTAJAS:VENTAJAS:Seguro en ambientes con suciedadFuncionamiento seguro en ambientes de elevada temperaturaPueden ser usados en ambientes con riesgo de explosiónInsensibles a influencias magnéticas y ondassónicasFiables en ambientes con brillo intenso y para detección de objetos transparentes a la luz

CLASES:CLASES:Sensores por obturación de fugaSensores de reflexión Sensores de barreras de aire


SENSORES

SENSOR DE OBTURACION DE SENSOR DE OBTURACION DE FUGAFUGA

La obstrucción de un chorro de aire que fluye por un taladro, por medio de un objeto a detectar, produce una subida de presión en la salida del sensor, hasta el nivel de la presión de alimentación.

SENSORES DE REFLEXIONSENSORES DE REFLEXIONConsiste en un chorro de aire que escapa de una boquilla anular emisora y se forma unasobrepresión en una boquilla central receptora. Cuando el objeto se halla a una determinada distancia del chorro. Las boquillas deben estar dispuestas concéntricamente.

SENSOR BARRERA DE AIRESituando una boquilla anular emisora

directamente frente a una boquilla anular receptora se forma una barrera de aire que puede interrumpirse por un objeto o con otro chorro de aire. Puede cubrir distancias de hasta 100 mm


SENSORES

APLICACIÓN:APLICACIÓN: Se debe reducir la presión de aire del

sistema a la zona de baja presión por medio de reguladores de presión

Por tener una señal muy débil se debe conectar a continuación un amplificador de presión capaz de resistir la presión de alimentación, cuando se cierre totalmente la tobera

Cuando se sustituye un sensor de proximidad neumático, generalmente es necesario ajustar el umbral de disparo del amplificador debido a las diferencias resultantes de las tolerancias de fabricación

La presión de alimentación se halla en la zona de 0.1 a 8 bar

Por su costo elevado se usan preferiblemente en aplicaciones especiales y en nuevos desarrollos, donde otros sensores son inoperantes

EJEMPLOS DE APLICACIÓN:EJEMPLOS DE APLICACIÓN: Medición de la velocidad de transporte Medición de la velocidad de transporte

de pantallas para impresión de sedade pantallas para impresión de seda Supervisión de herramientas donde el Supervisión de herramientas donde el

ambiente es sucioambiente es sucio Comprobación de agujeros después del Comprobación de agujeros después del

taladrotaladro Verificación de laVerificación de la planitudplanitud de placas de placas

cerámicas después de tratadas en el cerámicas después de tratadas en el hornohorno


SENSORES


Areas con riesgo de explosiónAreas con riesgo de explosión Zonas de soldadura que generanZonas de soldadura que generan

fuertes campos de interferencias fuertes campos de interferencias AC y DCAC y DC

Ambientes húmedos y suciosAmbientes húmedos y sucios Ambientes con Ambientes con temperaturastemperaturas

elevadaselevadas En niveles de llenado en líquidosEn niveles de llenado en líquidos

espumantesespumantes Insensible a ondas Insensible a ondas sónicassónicas Fiables incluso en ambientes con Fiables incluso en ambientes con

brillo intenso y para detecciónbrillo intenso y para detecciónde objetos transparentes a la luzde objetos transparentes a la luzdonde no se pueden usar ópticosdonde no se pueden usar ópticos

Dado que el costo de un sensor de Dado que el costo de un sensor de proximidad neumático completoproximidad neumático completo(boquilla (boquilla y amplificador y amplificador dedepresión/ Interruptor de presión) espresión/ Interruptor de presión) esgeneralmente más elevado que elgeneralmente más elevado que elde un sensor estándar inductivo,de un sensor estándar inductivo,capacitivo capacitivo e incluso óptico, se usane incluso óptico, se usanen aplicaciones especiales y enen aplicaciones especiales y en

nuevos desarrollosnuevos desarrollos


SENSORES

..

CONEXION EN PARALELO DE SENSORES DEPROXIMIDAD UTILIZANDO LA TECNOLOGIA DE

TRES HILOSEn estado inactivo, la corrienteresidual de los sensores de proximidad +24V DC.conectados en paralelo se acumula. BN(1) BN(1)

Si se utilizan sensores de proximidad BK(4) BK(4)

con etapa de salida en forma de V BU(4) BU(3)

circuito en colector abierto no hayefecto de interferencia mutua. En el Lcaso de sensores de proximidad con 0V

diferentes tipos de salida, es necesarioutilizar diodos de desacoplamiento como lo muestra la figura. Los diodosgeneralmente están integrados en el sensor, a efectos de protección contrapolaridad inversa.Pueden conectarse hasta 20 ó 30 sensores o realizar una combinación desensores de proximidad e interruptores mecánicos


SENSORES

.. ....

CONEXION EN SERIE DE SENSORES DE PROXIMIDADCONEXION EN SERIE DE SENSORES DE PROXIMIDADUTILIZANDO LA TECNOLOGIA DE TRES HILOSUTILIZANDO LA TECNOLOGIA DE TRES HILOS

Las salidas de cada uno de estos sensoresconectados en serie se cargan progresiva- +24V DC.mente: sumada a la corriente consumida BN(1)

por la carga, se halla el consumo individual BK(4) V1

de cada sensor de prox. conectado en serie. BU(4)

En estado de activación se produce una caídade tensión en cada sensor (Aprox. 0.7 a 2.5V V2.5Vpor sensor). La tensión de alimentación BN(1)

disponible para la carga se reduce por la suma BK(4) V2

total de las caídas de tensión individuales. BU(3) L

En el caso de conexión en serie de sensores 0 V

de tres hilos es la tensión de alimentacióndel sensor siguiente la que es conmutada conlo que debe tenerse en cuenta el tiempo de respuesta real antes de disponer la señal.Los diodos de desacoplo pueden estar incluidos en la circuiteria del sensor.

principios físicos de sensores.pdf

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