Sensores de Proximidad

Los sensores de proximidad transmiten informacin a cerca de las condiciones de operacin de una mquina o proceso al sistema de procesamiento lgico de un sistema automtico de control:

Presencia, paso o flujo de partes. Posicionamiento. Fin de carrera. Rotacin, cuenta, etc.

Tipos de Sensores de Proximidad

Inductivo Capacitivo Ultrasnico Fotoelctrico Magntico

Representacin Simblica de los Sensores de Proximidad

Sensor Inductivo: Sensor Capacitivo:

BN: Brown BK: Black BU: Blue WH: Withe

Conexin elctrica de los Sensores de Proximidad

Sensores de Proximidad Inductivos

Los sensores de proximidad inductivos estn diseados para funcionar mediante la generacin de un campo electromagntico y la deteccin de prdidas de corrientes parsitas generadas cuando los objetos metlicos ferrosos y no ferrosos que se van a detectar ingresan al campo.

El sensor consta de una bobina en un ncleo de ferrita, un oscilador, un detector de nivel de disparador de seal y un circuito de salida.

Cuando un objeto metlico se introduce en el campo, se inducen corrientes parsitas en el objeto. El resultado es una prdida de energa y una menor amplitud de oscilacin. El circuito detector reconoce entonces un cambio especfico de amplitud y genera una seal que activar o desactivar la salida del dispositivo de semiconductores.

sensores inductivos blindados y no blindados

Los sensores de proximidad blindados permiten que el campo electromagntico se concentre al frente de la cara del sensor. La construccin con blindaje permite que la proximidad sea montada al ras en el metal de alrededor sin que produzca una activacin falsa.

Factores de correccin de objeto para sensores de proximidad inductiva

La composicin del objeto tiene un gran efecto en la distancia de deteccin de los sensores de proximidad inductiva.

Los factores de correccin listados a continuacin pueden usarse como pautas generales. Los materiales comunes y sus factores de correccin especfica se listan en la pgina de especificaciones de cada producto (dados por el fabricante).

Rango de deteccin = (Rango de deteccin nominal) x (Factor de correccin)

Aplicaciones: Sensores de proximidad inductivos

Sensores de Proximidad Capacitivos

Los sensores capacitivos de proximidad estn diseados para funcionar mediante la generacin de un campo electroesttico y detectar cambios en este campo ocasionados por la aproximacin de un objeto a la cara de deteccin. El mecanismo interno del sensor consta de una sonda capacitiva, un oscilador, un rectificador de seales, un circuito filtrador y un circuito de salida.

En ausencia de un objeto, el oscilador est inactivo. Cuando un objeto se aproxima, eleva la capacitancia del sistema de la sonda. Cuando la capacitancia alcanza un umbral especificado, el oscilador se activa, lo que activa a su vez el circuito de salida para cambiar entre encendido y apagado.

La capacitancia del sistema de la sonda est determinado por el tamao del objeto, la constante dielctrica y la distancia con respecto a la sonda.

Comparacin entre la construccin blindada y no blindada

Sonda blindada. Los sensores blindados estn construidos con una banda de metal que rodea la sonda. Esto ayuda a dirigir el campo electroesttico hacia el frente del sensor y resulta en un campo ms concentrado.

La construccin blindada permite que el sensor sea montado al ras en el material circundante sin que ste ocasione una activacin en falso.

Los sensores capacitivos sin blindaje tambin estn mejor equipados que los tipos blindados para su uso con bases de sensor de plstico, un accesorio diseado para aplicaciones de nivel de lquidos. La base se monta por medio de un orificio en un tanque y el sensor se desliza al interior del receptculo de la base. El sensor detecta el lquido en el tanque a travs de la pared de la base de sensor.

Factores de correccin de objeto para sensores capacitivos de proximidad

Para un tamao de objeto dado, los factores de correccin de los sensores capacitivos estn determinados por la propiedad del material del objeto conocida como constante dielctrica. Los materiales con valores ms altos de constante dielctrica son ms fciles de detectar que aquellos con valores ms bajos. A continuacin se presenta una lista de constantes dielctricas para algunos materiales industriales tpicos.

etc.

Aplicaciones: Sensores de proximidad Capacitivos

Soportes de montaje para sensores tubulares de proximidad; tipo mirilla

Sensores de Proximidad Ultrasnicos

Los sensores ultrasnicos funcionan emitiendo y recibiendo ondas de sonido de alta frecuencia. La frecuencia normalmente est en el orden de los 200 kHz, por lo que es demasiado alta para que el odo humano la perciba. La deteccin del sonido genera una seal de salida que puede ser discreta o analgica.

Construcin del Sensor Ultrasnico Son 4 los componentes bsicos de un sensor de proximidad ultrasnico: Transductor/receptor (El transductor ultrasnico, enva las ondas de sonido y a la vez recibe los ecos de estas ondas) Comparador (El comparador y el Circuito Detector calculan la distancia del objeto a detectar calculando el tiempo que demora la onda de sonido en ir

hasta el objeto y retornar en forma de eco) Circuito Detector Salida (La salida genera una seal elctrica digital para indicar si hay presencia o ausencia de objeto si el sensor es discreto. Genera una seal analgica

para indicar la distancia entre el sensor y el ojbeto, si el sensor es analgico)

Modos de operacin

Hay dos modos bsicos de operacin: modo opuesto y modo difuso (de eco).

En el modo opuesto, un sensor emite la onda de sonido y otro, que est montado al lado opuesto del emisor, recibe la onda de sonido.

En el modo difuso, el mismo sensor emite la onda de sonido y luego busca el eco que un objeto refleja.

Modo difuso

Rango de deteccin El rango de deteccin es la distancia dentro de la cual el sensor ultrasnico detectar un objeto sometido a fluctuaciones de temperatura y voltaje.

Zona ciega Los sensores ultrasnicos tienen una zona ciega inherente que se localiza en la cara de deteccin. El tamao de la zona ciega depende de la frecuencia del transductor. Los objetos que se siten dentro del punto ciego no se podrn detectar de manera confiable.

Consideraciones respecto al objeto Se deben considerar ciertas caractersticas de los objetos cuando se usen sensores ultrasnicos. Ellas incluyen la forma, material, temperatura, tamao y posicin del objeto. Los materiales suaves como las telas y el caucho de espuma son difciles de detectar por medio de la tecnologa ultrasnica difusa debido a que no reflejan el sonido.

Medicin de distancia, altura o posicin de una pieza

Aplicaciones: Sensores de proximidad Ultrasnicos

Control de Nivel en Tanques (Granular/lquido)

Deteccin de Presencia de partes/Ausencia o Deteccin de partes transparentes y vidrios

Sensores de Proximidad Fotoelctricos

Un detector fotoelctrico detecta un objeto por medio de un haz luminoso. Sus dos componentes bsicos son un emisor y un receptor de luz. La deteccin es efectiva cuando el objeto penetra en el haz de luz y modifica suficientemente la cantidad de luz que llega al receptor para provocar el cambio de estado de la salida.

Un sensor fotoelctrico consiste de cinco componentes bsicos: Fuente de luz Detector de luz Lentes Circuito lgico Salida

Salida Circuito lgico

Fuente de luz (LED) Detector de luz

Lentes

Modos de deteccin fotoelctrica

Aplicaciones: Sensores de proximidad Fotoelctricos

Aplicacin Tpica de Fibra Optica: Detection de corcho con cable de fibra ptica bifurcada

Deteccin de pieza de trabajo con cables de fibra ptica con cables individuales de fibra ptica.

Tambin conocidos como Rels Reed. Constan de dos electrodos

fijos en los extremos de un bulbo generalmente de vidrio

transparente, acoplados a estos electrodos hay dos lminas

separadas una de las cuales esta construida muy flexible de un

material ferromagntico. Cuando se acerca un imn al sensor, la

atraccin sobre la lmina ferromagntica la encorva y se produce el

contacto con la otra lmina. Si se separa el imn, de nuevo vuelve la

lmina atrada a su posicin original. Estos sensores son muy

utilizados en neumtica como finales de carrera y en los sistemas

de seguridad y las alarmas para la deteccin de la apertura y cierre

de puertas y ventanas.

Sensores de Proximidad Magnticos tipo REED