Qué sensor de proximidad elegir

Una evaluación previa será muy útil a la hora de elegir un sensor de proximidad:

• ¿Cuáles serán las propiedades del objeto que haya que detectar: sólido, líquido, gránulos, de metal, etc.?
• ¿Qué distancia habrá entre el sensor y el objeto?
• ¿Qué forma tendrá dicho objeto?

Los sensores de proximidad inductivos representan el mayor volumen de ventas. Integran un circuito oscilante que genera un campo electromagnético. Cualquier pieza metálica que se aproxime a ellos será detectada al fluir una corriente de inducción en el objeto. La oscilación se atenuará y el sensor detectará esta variación en el estado de oscilación.

Las principales características de los sensores inductivos son:

• Su uso se limita a piezas metálicas.
• Alcance relativamente bajo: hasta 80 mm, que variará dependiendo de la naturaleza de la aleación.
• Precio reducido: cuestan la mitad que los sensores fotoeléctricos.
• Robustos y resistentes en entornos hostiles, inalterables frente golpes y vibraciones, polvo, etc.
• Frecuencia de conmutación relativamente alta—varios kHz—, lo que permite controlar el paso de las piezas a alta velocidad incluso en rotación.
• Ausencia de piezas móviles sometidas al desgaste.

¿PARA QUÉ APLICACIONES?

Los sensores inductivos se encuentran en máquinas herramienta, en máquinas para la industria textil, en la industria del automóvil, en líneas de montaje, etc. Se utilizan para detectar piezas metálicas en entornos hostiles y para el control de piezas que pasar con rapidez.

El principio de funcionamiento de los sensores de proximidad capacitivos es similar al de los sensores inductivos. Un condensador situado en la cara principal del sensor genera un campo electromagnético. Cuando una pieza se acerca, cambia la intensidad y la frecuencia de las oscilaciones. A diferencia de los sensores inductivos, los sensores capacitivos no se limitan a las piezas metálicas, sino que también detectan elementos de cualesquiera propiedades y materiales —sólidos, líquidos, viscosos, polvorientos, etc.—.

Principales características de los sensores capacitivos:

• Bajo alcance:<60 mm.
• Ligeramente más caros que los sensores inductivos.
• Aptos para todo tipo de piezas y materiales.
• Pueden detectar objetos a través de paredes no metálicas.
• Alterables frente a la humedad y a los vapores densos.
• Uso muy extendido en la detección de nivel —por ejemplo, a través de frascos de plástico— y en la detección de corto alcance de materiales transparentes.
• Ausencia de desgaste mecánico y larga vida útil independientemente de su uso.
• Aptos para entornos industriales —atmósfera contaminante—.
• Cadencia elevada.

¿PARA QUÉ APLICACIONES?

Los sensores capacitivos se encuentran en líneas de envasado, instalaciones de acondicionamiento y en aplicaciones donde el nivel de llenado se mide a través de paredes de plástico o vidrio.

Estos sensores, igualmente conocidos como sensores de efecto Hall, funcionan siguiendo un principio similar al de los sensores inductivos. Los sensores de proximidad magnéticos también incorporan una hoja de metal y vidrio que se imanta muy rápidamente ante la presencia de un imán y se desimanta con la misma rapidez cuando este se aleja. Los sensores magnéticos ofrecen un gran alcance, dadas sus dimensiones relativamente reducidas. Por tanto, la piezas que haya que detectar deberán estar dotadas de un imán o haber sido magnetizadas.

Principales características de los sensores magnéticos:

• Utilización con piezas magnetizadas o dotadas de un imán.
• Precio reducido.
• Detección de presencia a través de paredes no ferromagnéticas.
• Inalterabilidad frente a las vibraciones o la suciedad.
• Ausencia de desgaste.
• Se puede considerar el aislamiento galvánico entre el elemento de medición y el circuito.

El principio de funcionamiento de los sensores de proximidad por ultrasonidos se basa en la emisión y recepción de ondas ultrasónicas de alta frecuencia —de unos 200 kHz—. El retorno de la onda permite detectar la presencia de una pieza y medir la distancia a la que se encuentra —a través del tiempo que tarda la onda en su recorrido de de ida y vuelta—. Estos sensores por ultrasonidos se pueden utilizar tanto en la detección directa como en cortinas fotoeléctricas.

Principales características de los sensores por ultrasonidos:

• Detección de piezas de cualesquiera propiedades —polvo, metal, sólido, líquido, vidrio translúcido, plástico, cartón, madera, etc.—.
• Alcance de varios metros —15 m—.
• Alterabilidad reducida respecto del entorno.
• Tiempo de respuesta limitado por la velocidad de propagación del sonido en su atmósfera.
• Precio relativamente alto —de 200 a 1.000 €—.
• Alterabilidad frente a las corrientes de aire y a las variaciones la temperatura —-10 °C a 50 °C—.
• Incapacidad de detección de absorbentes acústicos —guata, espuma, etc.—.

¿PARA QUÉ APLICACIONES?

Estos sensores han sido diseñados para usos muy específicos: detección a larga distancia en entornos hostiles, detección de objetos translúcidos o altamente reflectantes, etc.
Existen, por ejemplo, sensores por ultrasonidos instalados en transportadores para la detección de botellas o envases. También intervienen en la detección del nivel de líquidos —frascos— o de gránulos —tolvas—.

Estos sensores ocupan una parte significativa del mercado. Se basan en un principio óptico. Detectan el objeto cuando el haz de luz se atenúa o interrumpe por el objeto que lo atraviesa. Existen diferentes modelos dependiendo del objeto que cruce el haz de luz y de la distancia de detección:

• Tipo barrera: con transmisor y receptor separados.
• Tipo retroreflectivo: la luz emitida incide en el reflector y regresa al punto de origen.
• Tipo reflectivo directo: el objeto simplemente refleja la luz.

A pesar de su alterabilidad frente a la suciedad de su entorno, los sensores de proximidad fotoeléctricos tienen importantes ventajas:

• Detección de todo tipo de piezas —incluyendo materiales transparentes—.
• Se encuentran entre los de mayor eficiencia en términos de distancia de detección:: detectan objetos a una distancia de hasta 200 m.

¿PARA QUÉ APLICACIONES?

Los sensores fotoeléctricos se utilizan para la detección de piezas en los sectores textil, robótico, de ascensores y de la construcción en general. También se encuentran en los campos de la manipulación y el transporte. Están también presentes en aplicaciones que requieren la detección de personas, vehículos o animales.