Fundamentos y Aplicaciones de los Detectores de Proximidad Industrial

Introducción a los Detectores de Proximidad

Los detectores de proximidad son dispositivos esenciales en la automatización, ya que permiten la detección de objetos sin contacto físico, ofreciendo ventajas evidentes sobre los finales de carrera electromecánicos.

Su principio de funcionamiento se basa en el disparo de un circuito electrónico, que genera una señal de salida cuyo comportamiento eléctrico es similar al de un contacto electromecánico Normalmente Abierto (NO) o Normalmente Cerrado (NC).

Funcionamiento de Detectores Fotoeléctricos

Modo Luz o Modo Sombra

El comportamiento de un detector fotoeléctrico se define por la relación entre el emisor y el receptor:

• Modo Luz: El detector activa su salida cuando el receptor detecta el haz de luz.
• Modo Sombra (u Oscuridad): La salida se activa cuando el haz de luz es interrumpido (es decir, cuando el receptor no lo detecta).

Consideraciones y Precauciones de Montaje

Para asegurar la fiabilidad de la detección, es fundamental tener en cuenta los siguientes factores:

• Superficies Reflectantes: Cuando el haz de luz transcurre muy cercano a una superficie reflectante, parte de este puede reflejarse sobre dicha superficie y provocar un mal funcionamiento.
• Interferencias Cruzadas: Cuando dos fotocélulas se colocan muy cercanas entre sí, es probable que un receptor reciba luz de un emisor que no es el que tiene asociado, dando lugar a errores de detección.
• Ambiente: Los ambientes sucios y polvorientos afectan significativamente la capacidad de detección.
• Luz Ambiental: Una luz ambiental muy parecida a la que proporciona el emisor puede dar lugar a errores de detección.

Tipologías de Sensores de Proximidad

Detectores Inductivos

Basan su funcionamiento en la interacción de los objetos metálicos con el campo electromagnético generado por el sensor.

• Alcance Nominal (Sn): Es la distancia máxima de detección teórica del sensor.
• Alcance Real (Sr): Distancia que tiene en cuenta el factor de reducción (dependiente del material detectado).
• Histéresis (H): Es la distancia entre el punto de activación (cuando el objeto se aproxima al detector) y el punto de desactivación (cuando el objeto se aleja del detector).

Detectores Capacitivos

Basan su funcionamiento en la variación de la capacitancia de un condensador ante la aproximación de un material con una determinada constante dieléctrica. Son aptos para detectar materiales tanto metálicos como no metálicos (líquidos, granulados, etc.).

Detectores de Ultrasonidos

Utilizan ondas sonoras de alta frecuencia para la detección. Presentan características particulares:

• Normalmente, el emisor y el receptor están montados sobre el mismo cuerpo.
• El tamaño del objeto debe ser lo suficientemente grande como para que las ondas reboten.
• Detectan bien materiales sólidos, fluidos y granulados, pero pueden tener problemas con materiales que absorben el sonido.
• Es posible detectar objetos transparentes, reflectantes y negros.
• Son inherentemente lentos y no admiten una gran cadencia de detección.
• Esta tecnología es generalmente más cara que el resto de las tipologías.

Esquemas de Conexionado Eléctrico

El conexionado de los detectores se clasifica según el número de hilos utilizados:

Conexionado de 2 Hilos

Los detectores se conectan en serie con la carga, comportándose de manera similar a un interruptor mecánico.

Conexionado de 3 Hilos

Pueden ser de tipo NPN o PNP, y operan en corriente continua (DC) o en corriente alterna (AC).

Conexionado de 4 Hilos

Similares a los de 3 hilos, pero disponen de dos salidas complementarias: Normalmente Abierta (NA) y Normalmente Cerrada (NC).