Sensores industriales: tipos y principios de funcionamiento

Explorando los Sensores Industriales: Tipos y Principios de Funcionamiento

Los sensores son componentes fundamentales en la automatización industrial, permitiendo a las máquinas percibir su entorno y reaccionar de manera inteligente. A continuación, se detallan los principales tipos de detectores utilizados en diversos sistemas.

Finales de Carrera: Detección de Posición Mecánica

Los finales de carrera son interruptores que sirven para determinar la posición de un elemento. Cuando el elemento llega al extremo, actúa sobre una palanca o varilla, produciendo el cambio de señal. Este tipo de sensor tiene dos partes principales:

• La cabeza, que es el dispositivo captador.
• El cuerpo, donde se alojan los contactos eléctricos.

Detectores de Proximidad: Detección sin Contacto Físico

Los detectores de proximidad se activan sin contacto físico con el objeto a detectar. Varían en función del material y las características del objeto, pero todos generan un campo o haz que, al ser interferido por el objeto, absorbe parte de este campo o lo corta, activando o desactivando la señal de salida.

Tipos de Salida en Detectores de Proximidad

Salida con 2 Hilos

En este tipo de configuración, la carga va conectada en serie con el detector. La carga es el elemento que se conecta para que se active al cambiar de estado el sensor (por ejemplo, un relé).

Salida Transistor

Los detectores con salida de transistor tienen dos terminales de alimentación y un tercero para la detección o actuación de la señal. Existen dos tipos principales:

• PNP: La salida del conector se conecta al positivo, para activar la carga.
• NPN: La salida del conector se conecta al negativo. Al activar la carga, debemos conectarla al polo positivo de la fuente de alimentación.

Detectores Reed: Conmutación por Campo Magnético

Los detectores Reed son contactos eléctricos encapsulados dentro de un crisol de gas inerte. El campo de un imán hace cerrar los contactos, permitiendo que fluya la corriente. Los contactos pueden ser normalmente abiertos (N.A.) o normalmente cerrados (N.C.). Cuando son N.C., están cerrados por pequeños campos magnéticos que son anulados por un campo mayor. Sus características incluyen:

• Larga vida útil.
• Conmutación rápida.
• Libre mantenimiento.

Importante: No deben utilizarse con grandes campos magnéticos externos.

Detectores de Proximidad Inductivos: Detección de Metales

Los detectores de proximidad inductivos se basan en el efecto de variación al interferir un objeto metálico en el campo magnético creado por la bobina del sensor. Constan de un oscilador eléctrico con una bobina que genera un campo magnético. Si un objeto conductor entra dentro del campo del oscilador, este se atenúa, permitiendo la conmutación. También se utilizan para controlar la distancia entre el detector y el objeto.

Advertencia: No deben aplicarse en presencia de campos magnéticos intensos.

Detectores de Proximidad Capacitivos: Detección de Materiales Diversos

Los detectores de proximidad capacitivos se basan en la medición de los cambios de capacitancia eléctrica de un condensador. Se componen de un circuito resonante y un circuito para la evaluación de la frecuencia. Entre el ánodo y el cátodo se genera un campo electrostático. Si se introduce un objeto, la salida del circuito electrónico conmuta. Poseen un potenciómetro para ajustar la sensibilidad, lo que les permite detectar una amplia variedad de materiales, no solo metales.

Detectores de Proximidad Ópticos: Detección por Luz

Los detectores de proximidad ópticos utilizan medios ópticos electrónicos para la detección de objetos (como LED, láser o infrarrojos). Un haz de luz es emitido por el emisor y recibido por el receptor. Si un objeto se interpone en el haz de luz, el receptor conmuta la salida.

Ventajas y Consideraciones

• El rayo de luz puede ser dirigido y ajustado.
• Son pequeños y robustos.
• Poseen una larga vida útil.
• Ofrecen un gran alcance (hasta 25 metros).
• Son insensibles a las vibraciones.

Consideración: En ambientes polvorientos, las lentes deben limpiarse regularmente para asegurar un funcionamiento óptimo. Para su fabricación, pueden utilizarse fibras ópticas de polímeros, lo que amplía sus posibilidades de aplicación.