Sensores

Sistemas de Control




Detectores de proximidad

1.
Introducción

Muchos sistemas de control industrial sólo requieren para actuar de una señal binaria tipo "todo o nada" que les indique la presencia o ausencia de un objeto, material o característica por un punto de inspección. Es aquí donde entran en juego los modernos detectores de proximidad inductivos, capacitivos, fotoeléctricosy de otras tecnologías.
Los detectores de proximi­dad son sensores que detectan la presencia o ausencia de un objeto dentro de su área de in­fluencia, sin entrar en contac­to físico con él, y entregan como respuesta una señal bi­naria del tipo "todo o nada", equivalente a un contacto abierto o cerrado. Normal­mente están basados en efec­tos inductivos, capacitivos u ópticos, aunque tambiénexis­ten sensores de proximidad ul­trasónicos, magnéticos y elec­tromecánicos. Es­tos últimos, ejemplarizados en los interruptores de límite o de final de carrera.
Los detectores de proxi­midad electrónicos son am­pliamente utilizados en ser­vomecanismos y sistemas de control de procesos debido, entre otras razones, a que pueden operar a muy altas velocidades, no necesitan estar en contacto físico conlos objetos que detectan, no tienen piezas móviles, no se desgastan, pueden trabajar en ambientes hostiles, tienen una larga vida útil, pueden detectar objetos muy frágiles y delicados, ofrecen salida por relé o por interruptor de estado sólido (SCR, triac, transistor), pueden conmutar directamente cargas AC o DC, son compatibles con PLCs, etc.
Algunas aplicacio­nes típicas incluyen, porejemplo:
Verificar cuando una parte de una máquina ha alcanza­do una cierta posición.
Verificar la colocación apro­piada de partes durante un procedimiento de ensambla­je en línea.
Contar el número de produc­tos que son transferidos a una banda transrortadora.
Determinar la presencia, el tamaño, el color, el conteni­do, la alineación u otra ca­racterística particular de un producto que pasa por unpunto deinspección.
Contar los dientes de un en­granaje o medir las revolu­ciones de un eje para deter­minar la velocidad rotacio­nal de una máquina o una parte de ella.

2.
Tipos de sensores

Los detectores de proximidad electrónicos se clasifican nor­malmente de acuerdo al tipo de captador utilizado para rea­lizar su acción básica de trans­ducción. Desde este punto de vista, los detectoresde proxi­midad más comunes son los inductivos, los capacitivos, los ópticos, los ultrasónicos y los electromagnéticos. Den­tro de cada una de estas cate­gorías, existen sus propias cla­sificaciones, siendo las más comunes las relacionadas con el tipo de alimentación (AC o DC), el tipo de salida (todo ó nada, Namur, analógica, etc) y el tipo de conexión (dos hilos, tres hilos, cuatro hilos o cincohilos).
Los detectores de proxi­midad todo o nada, que son los más comu­nes, entregan una salida bina­ria (ON/OFF) y pueden serAC o DC. Los primeros, como su nombre lo indica, conmutan cargas de AC y utilizan tiristo­res (SCRs o triacs) como inte­rruptores de salida, mientras que los segundos conmutan cargas DC y utilizan transisto­res, generalmente bipolares (NPN, PNP), para el mismo propósito.El tipo de transistor de salida determina la forma como se conecta el sensor a la carga, digamos a la bobina de un relé o un contactor. En ge­neral, un detector AC no es apto para conmutar DC porque, una vez disparado, queda perma­nentemente enganchado.
Los detectores Namur, son un tipo parti­cular de detectores inductivos todo o nada diseñados especial­mente para trabajar en atmós­ferasexplosivas. Dependiendo de la presencia o no del objeto detectado, entregan una salida alta o baja que se conecta a un amplificador externo remoto que maneja un relé. Los detec­tores analógicos, por su parte, entregan una co­rriente o voltaje proporcional a la separación entre el cabezal de detección y el objeto a de­tectar o target. Su principal aplicación es como sensores de distancia o posición,...