Sensores opticos

SECCION 1

1.1 INTRODUCCION: los sensores foto eléctricos son dispositivos que responden a los cambios en la intensidad de la luz, los primeros sensores aparecieron en la industria y estaban compuestos de un tubo al vacio y una bombilla incandescente, se usaba para detectar objetos de metal como utensilios de cocina.

En los años 60 aparece el led que sus siglas significan-light emitingdiodos- la aplicación de estos, en sus inicios estaba basada, como indicadores en el area de los equipos de electrónica y eléctricos.

En los sensores, los led´s fueron sustituyendo a las bombillas incandescentes, ya que su vida útil es mayor, menor espacio, soportan vibraciones, menor corriente, etc.

Los led´s pueden emitir luz infrarroja que no es visible para el humano y barios coloresvisible, Como verde, amarillo, azul, rojo, etc.

En los 60´s surgen de igual modo los foto-transistores, los foto-diodos.

El foto transistor tiene una mayor velocidad de respuesta que la foto celda, estos pueden censar barios niveles de luz.

Las fotos celdas se usan para grandes cantidades de luz visible.
Para los 70´s se descubren otras virtudes de los diodos led´s, y es su extremadavelocidad de respuesta, trabajando en el orden de los kilo hezr.

Para los 80´s se desarrollo la tecnología de diodos moduladores del haz luminoso.
Y para los 90´s se desarrollo el lazer.

En la figura 1.1 se muestra la grafica del espectro electromagnético de la luz.

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Fig. 1.1

1.2 FUNCIONAMIENTO INTERNO DE UN SENSOR OPTICO: los sensores modernos funcionan aprovechando, la velocidad deconmutación de los diodos LED, la luz de emisión es modulada por pulsos esto provoca intensidades luminosas con poco ruido. En la figura 1.2 se representa el esquema básico de los sensores ópticos modernos.

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Fig. 1.2
1.3 SENSORES OPTICOS, TIPOLOGIA:
– Luz roja (roja visible) o infrarroja à cable de fibra óptica

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Sensor de barrera fig. 1.3

[pic]Fig.1.3

Sensor de retro reflexión fig. 1.4

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Fig. 1.4

Sensor de reflexión directa fig.1.5

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Fig. 1.5

1.4 MARGENES DE USO: Margen de funcionamiento de los sensores de proximidad ópticos
– Contaminación polvo, virutas, etc. à Interferencias en los sensores y mal funcionamiento
-Ensuciamiento de las lentes de la óptica del sensor
y de los reflectores.
- Contaminación delrayo de luz
- Reflexión directa. La suciedad en el objeto a detectar.
❖ Funcionamiento fiable
- Hacerlo funcionar con suficiente margen operativo (ensayos previos,
Seleccionando uno con suficiente margen de funcionamiento,...)
- Utilizando sensores con ayuda al ajuste. Parpadeo de un LED en zonas límite de detección.
- Sensores con indicación automática de ensuciamiento.
❖ Margen defuncionamiento
– PR potencia real de la señal óptica en la entrada del receptor
– PT potencia señal óptica mínima detectable
– β = 1 en el umbral de detección 1.5 margen de funcionamiento del
50%
– Depende distancia entre emisor y receptor (barrera) (reflector retro reflexión) (sensor-objeto en reflexión directa)
β=PR/PT, figura 1.6

[pic]Fig. 1.6
▪ La contaminación anticipada puedeestimarse considerando un
Factor t. (=1 sin contam. =0.1 contam. 1/10 de la señal)
- Para t= 0.1 β > 10
- LED PARPADEA PARA β= 1.5
▪ Indicador de contaminación en el sensor.
– Led parpadee
– Activación de una salida
▪ Otras razones. Fuera del margen de funcionamiento:
– Sobrepasar el margen de seguridad de detección
– Cambios en la superficie del material de los objetos a detectar
–Montaje incorrecto
– Envejecimiento del diodo emisor
– Rotura del cable de fibra óptica

1.5 METODOS DE DETECCION:

➢ Sensores de barrera y retro reflexión
– Método de detección por luz, en la figura 1.7 se muestra el caso del tipo de barrea, y en la fig. 1.9 el caso del tipo retro reflexivo.
– Método de detección por obscuridad, en la figura 1.8 se muestra el caso del tipo de...