Que sensor de proximidade escolher?

Para escolher o sensor de proximidade que melhor corresponda às suas necessidades, poderá começar por ponderar os seguintes aspetos:

• Quais as propriedades do objeto a detetar: sólido ou líquido, granulado, metálico, etc.?
• Qual a distância entre o sensor e o objeto?
• Qual a forma do objeto a detetar?

Os sensores de proximidade indutivos são os mais correntes. Possuem um circuito oscilador que produz um campo eletromagnético. Qualquer objeto metálico que se aproxime deste campo eletromagnético é detetado, pois na sua superfície são induzidas pequenas correntes, o que leva à diminuição da amplitude de oscilação, a qual será detetada pelo sensor.

Principais características do sensor indutivo:

• Uso limitado à deteção de objetos metálicos
• Alcance relativamente curto: até 80 mm, dependendo da natureza da liga
• Baixo custo: custa metade do preço de um detetor fotoeléctrico
• Robusto e resistente a condições ambientais severas, insensível a choques mecânicos, a vibrações e a poeiras, etc.
• Frequência de comutação relativamente elevada (vários kHz), o que permite controlar a passagem de objetos a alta velocidade, mesmo em rotação
• Não possui partes móveis sujeitas a desgaste mecânico

PARA QUE APLICAÇÕES?

Encontramos sensores indutivos em máquinas-ferramentas, em máquinas para a indústria têxtil, na indústria automóvel, em linhas de montagem, etc. São usados para deteção de objetos metálicos em ambientes agressivos e quando é necessário controlar objetos que passam rapidamente.

O princípio de funcionamento dos sensores de proximidade capacitivos assemelha-se ao dos indutivos. É gerado um campo eletromagnético pelo condensador (capacitor) situado na face ativa do sensor. Quando um objeto se aproxima, altera a intensidade e a frequência das oscilações. Ao contrário dos indutivos, os sensores capacitivos não detetam apenas objetos metálicos, mas de qualquer tipo de material, independentemente da sua forma (sólidos e líquidos, viscosos, em pó, etc.).

Principais características do sensor capacitivo:

• Curto alcance: <60 mm
• Ligeiramente mais caro do que um sensor indutivo
• Deteta todos os tipos de objetos e de materiais
• Deteta objetos através de superfícies não metálicas
• Sensível à humidade e a vapores densos
• Muito utilizado para deteção de nível (por exemplo, através de garrafas de plástico) e para deteção de materiais transparentes a curtas distâncias
• Sem desgaste mecânico, vida útil independente da utilização
• Adequado a ambientes de trabalho industriais (atmosferas poluídas)
• Velocidade elevada

PARA QUE APLICAÇÕES?

Encontramos sensores capacitivos em linhas de embalamento, em sistemas de acondicionamento e em aplicações em que se pretende medir o nível de enchimento de recipientes de plástico ou de vidro.

Também conhecido como sensor de efeito Hall, o seu princípio de funcionamento é semelhante ao dos sensores indutivos. No entanto, o sensor de proximidade magnético possui ainda uma lâmina de metal e vidro que se magnetiza muito rapidamente na presença de um íman, e desmagnetiza-se com a mesma rapidez quando o íman é retirado. Apesar das suas pequenas dimensões, o detetor magnético tem um grande alcance. O objeto a ser detetado deve, portanto, ter um íman ou ser magnetizado.

Principais características do sensor magnético:

• Utilizado para detetar objetos magnetizados ou que possuam um íman
• Baixo custo
• Deteta objetos através de uma superfície não ferromagnética
• Insensível a vibrações e a impurezas
• Não sujeito a desgaste
• É possível introduzir um isolamento galvânico entre a medição e o circuito

O princípio de funcionamento dos sensores de proximidade ultrassónicos baseia-se na emissão e receção de ondas acústicas de alta frequência (cerca de 200 kHz). A onda refletida permite detetar a presença de um objeto e medir a distância a que este se encontra (medindo o tempo total que a onda levou a atingir o objeto e a voltar). Estes dispositivos podem ser usados no modo difuso ou modo barreira.

Principais características do sensor ultrassónico:

• Deteta todos os tipos de materiais (sólidos e líquidos, metais, produtos em pó, vidro translúcido, plástico, cartão, madeira, etc.)
• Alcance de alguns metros (15 m)
• Muito pouco sensível às condições ambientais
• Tempo de resposta limitado à velocidade de propagação do som no ar
• Preço relativamente elevado (entre 200 e 1 000 €).
• Sensível a correntes de ar e a temperaturas entre -10°C e 50°C
• Não deteta absorventes acústicos (em espuma ou pasta de celulose, por exemplo)

PARA QUE APLICAÇÕES?

Este tipo de sensor destina-se a aplicações bastante específicas: deteção a grandes distâncias em ambientes agressivos, deteção de objetos transparentes ou muito brilhantes/refletores, etc.
A título de exemplo, os sensores ultrassónicos podem ser utilizados para detetar garrafas ou embalagens em sistemas transportadores, ou ainda o nível de líquidos (em frascos) ou de produtos granulados (em tremonhas).

Este detetor detem uma quota de mercado significativa. O seu princípio de funcionamento é o de um dispositivo ótico. Deteta o objeto quando este atenua ou interrompe o feixe de luz à sua passagem. Dependendo do objeto a detetar e da distância de deteção, é possível escolher entre diferentes configurações:

• De barreira, também conhecido por feixe de cortina e sistema de barragem: o emissor e o recetor encontram-se frente a frente, em invólucros distintos
• Retrorrefletido, ou reflex: o feixe luminoso proveniente do emissor é reenviado por um elemento refletor
• Difuso, ou por reflexão difusa: o feixe de luz é refletido pelo próprio objeto a detetar

Embora sensíveis à presença de impurezas no ambiente de trabalho, os sensores de proximidade fotoelétricos apresentam vantagens significativas:

• Detetam todos os tipos de materiais (incluindo materiais transparentes)
• Elevado desempenho em termos de distância de deteção: detetam objetos até 200 m

PARA QUE APLICAÇÕES?

Os sensores fotoelétricos são utilizados para deteção de objetos em setores tão diversos como o têxtil, a robótica, os elevadores e a construção em geral. Encontramo-los também em sistemas transportadores e de movimentação, bem como em aplicações que requeirem a deteção de pessoas, veículos ou animais.