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7 pasos para elegir el sensor industrial correcto

Por Silge Electrónica

La elección de un sensor industrial no es una tarea sencilla. Debido a la gran cantidad de tecnologías vigentes y la gran variedad de productos dentro del mercado requiere que se conozca cuál es el sensor ideal para cada situación.

Conocer todos los sensores disponibles, el tipo de aplicación y los requisitos básicos para acondicionar la operación, facilita encontrar la opción más precisa.

Por su parte, a través de diversas investigaciones, se ha llegado a la conclusión de que en realidad, no se trata de encontrar el sensor correcto, sino más bien de eliminar todos aquellos que son incorrectos. 

Por esa razón y teniendo en cuenta estos parámetros se pueden considerar 7 pasos a seguir para encontrar el sensor adecuado para su necesidad.

 

1. Determinar el tipo de sensor

Es necesario identificar la principales características a tener en cuenta a la hora de elegir un sensor.

Las condiciones de funcionamiento o también llamados criterios de selección de un sensor son: 

  • temperatura
  • tamaño
  • presión
  • clase de protección
  • rango de voltaje
  • salida discreta o analógica

 

También se debe tener en cuenta:

  • velocidad de respuesta
  • rango de detección
  • precisión de repetición
  • conexión eléctrica
  • tipo de montaje

 

Otros elementos tan importantes como los anteriores para elegir un sensor son:

  • composición del objetivo
  • distancia al objetivo
  • posición del objetivo o del mecanismo

 

Tipos de sensores 

Existen diversos tipos de sensores utilizados en la industria. Para una aproximación, aquí se enumerarán los tipos más comunes con algunas de sus características y posibilidades de uso.

 

*De Proximidad

Son los que detectan la presencia de objetos cercanos sin contactarlos físicamente. Específicamente un sensor de proximidad magnético se utiliza para localizar cuándo un actuador alcanza una determinada posición al detectar un imán situado en dicho actuador.

Existen diferentes modelos de sensores de proximidad:

basados en transistores que no tienen ninguna pieza móvil. Se caracterizan por tener una larga vida útil. 

basados en láminas que usan un contacto mecánico. Tienen una vida útil más corta y cuestan menos que los modelos de transistores.

Es aconsejable comprar actuadores y sensores de proximidad magnéticos de la misma compañía. Debido a que las variaciones en los imanes y las posiciones de montaje pueden causar problemas en la detección. De hecho si el fabricante del actuador ofrece un sensor de proximidad compatible, este debería considerarse como el sensor de primera elección.

 

**Capacitivos

Estos sensores son un tipo de sensores de proximidad, ya que se trata de un interruptor electrónico que trabaja sin contacto.

Una de sus características fundamentales es el aumento de su capacidad cuando se encuentran dentro del campo eléctrico generado por materiales como vidrio, plástico, papel, agua, aceite y metales.

La principal diferencia entre estos sensores y los inductivos es que los capacitivos producen un campo electroestático en vez de un campo electromagnético.

Los sensores capacitivos más vendidos entre 2018 a 2019 son:

K01G18NO :Marca Selet Sensors; cilíndrico, metálico, 18mm; NPN/NA; 1,8 mm; enrasado; 10/30VCC; Cable; IP65

K01G18PO: Marca Selet Sensors; cilíndrico; metálico; 18 mm; PNP/NA; 1,8 mm; enrasado; 10/30VCCCableIP65

 

**Inductivos

Los sensores inductivos también son sensores de proximidad que usan la ley de inducción de Faraday para señalar la presencia de un objeto o una posición de salida analógica.

La cuestión más crítica para seleccionar este tipo de sensores es la determinación de la clase de metal que detecta, porque eso es justamente lo que va a determinar la distancia de detección.

Así los metales ferrosos aumentan el rango de detección en más del 50% con respecto a los metales no ferrosos.

Entre los sensores inductivos más vendidos entre el 2018 al 2019 están:

SS2LP0E: Marca MD Microdetectors SPA; FotDirCilíndrico; plástico; 18 mm; PNP/NA; 100 mm; 10/30VCC; conector M12; Axial IP67.

AK1AP1A: Marca MD Microdetectors SPA; Cilíndrico; 18 mm; PNP/NA; 5 mm; enrasado; 10/30VCC; Cable; IP67

B01QE8050PSC: Marca Selet Sensors; cuadrado; 80x80x50; PNP/NANC; 50 mm; no enrasado; 10/30VCC; Cable; IP67.

 

**Ópticos

Dentro de estos sensores se encuentran los fotoeléctricos como los difusos, reflectantes y los de haz directo, así como los de fibra óptica.

Fotoeléctricos

Son los que detectan la presencia de un objeto a través de un haz de luz interrumpido o a través de la luz reflejada. Suelen ser los sensores que más se utilizan en la fabricación debido a su confiabilidad, versatilidad y bajo costo.

Estos sensores pueden ser ayudados por una iluminación de fondo para detectar la presencia de objetos sin que importe el color ni el tipo de superficie.

Por su parte, el haz pasante tiene el rango de detección más largo. Se instala entre dos puntos con dos unidades: una emisora y la otra, receptora. La presencia se indica cuando se interrumpe el haz.

Una variante es el llamado “sensor de luz de horquilla” que se usa para la detección de la presencia o ausencia de piezas pequeñas.

Los sensores fotoeléctricos reflectantes están compuestos por un sensor y un reflector. Se utilizan para detectar presencia a media distancia. 

Entre los sensores fotoeléctricos más vendidos entre el 2018 y el 2019 están:

FAICBP0A: Marca MD Microdetectors ; FotC/Espejo; cilíndrico; plástico; 18 mm; PNPNA/NC; 4 mts; 10/30VCC; cable; IP67

BX700DFRT: Marca Autonics ; FotDirTemporizado;Rectangular;Plástico;80x65 mm;Relé/NANC;700 mmC/Ajuste24/240VCA/VCC;BorneraIP66.

 

Fibra óptica

Son utilizados para detectar la presencia y la distancia. A su vez, sus parámetros se pueden ajustar para la detección de fondos, varios colores y rangos de distancia.

En cuanto a los sensores láser se usan para detectar la presencia a larga distancia y a su vez se los considera los más precisos para aplicaciones de medición a corta distancia.

Los sensores de fibra óptica más vendidos entre 2018 y 2019 son:

 

FD62010: Marca Autonics; de reflexión directa, alcance 50 mm máx. Terminación roscada. M6x0.75; vaina Ø 2,2 mm; longitud 2 m.

 

BF3RX: Marca Autonics, tiempo de respuesta 1ms, alcance 200 mm máx, consumo máx 40mA.

 

**Ultrasónicos

También como todos los anteriores, son sensores de proximidad. Se encargan de medir la distancia sirviéndose de ondas ultrasónicas. Miden la distancia al objeto contando el tiempo que tarda el cabezal en emitir y recibir la misma onda.

Estos sensores ultrasónicos usan un solo elemento ultrasónico que emite y recepciona, a diferencia del óptico, que tiene un transmisor y un receptor. 

Dentro de este tipo de sensores, el más vendido entre el 2018 y el 2019 ha sido:

Mic+600/DD/TC: Marca Microsonic; rango de 600 a 6000 mm; alimentación 930Vdc; protección IP 67; conexión eléctrica por conector de 5 polos M12. Doble salida programable PNP.

 

*De posición

Estos sensores tienen salidas analógicas que señalan la posición del actuador de acuerdo a la posición del imán de dicho actuador.

Este tipo de sensores flexibilizan el control ya que se puede determinar un rango de puntos de ajuste para cumplir con las variaciones de los componentes.

Debido a que estos sensores de posición están basados en imanes tal como ocurre con los sensores de proximidad, se aconseja también comprar el sensor y el actuador del mismo fabricante.

Existe la posibilidad de adquirir este tipo de sensores con la funcionalidad IOLink, lo que simplifica la parametrización y el control.

 

*De presión y vacío

Para la efectividad de estos sensores, hay que asegurarse de que acomoden el rango de presión que se necesita medido en libras por pulgada cuadrada para la medición imperial. Y en Bar, para la métrica. Es necesario especificar el factor más adecuado para el espacio asignado.

 

*De flujo

Estos sensores se especifican por rango de flujo, tamaño y variabilidad del punto de ajuste.

Se pueden especificar para aplicaciones completas de una máquina así como para caudales relativamente bajos en una determinada área de dicha máquina.

 

*De visión

Los sensores de visión se utilizan para leer códigos de barras, verificar formas, contar, etc. Son considerados rentables en comparación con los sistemas de cámara que son más complejos y costosos.

A su vez la lectura del código de barras del sensor de visión se puede usar para el rastreo de determinados elementos individuales y aplicar los procedimientos identificados para ese componente.

Si lo que se desea es detectar tipo, posición y orientación giratoria, se considera ideal un sistema inteligente de visión compacta.

 

2. Analizar la composición del objeto a medir

Luego de conocer las diferentes propiedades y el uso de cada tipo de sensor, se debe investigar la composición material del objeto a medir. Esto significa si es metálico, no metálico, magnético, sólido, líquido, entre otros.

Esto es importante ya que hay objetos que pueden variar o deformarse a lo largo de un proceso.

 

3.Medir la distancia al objeto

Es fundamental también preguntarse a qué distancia del objeto se puede llegar a montar el sensor. A esta distancia se la conoce como distancia operativa.

Y esta distancia depende del diámetro del sensor. También influyen las dimensiones y composición del material y la temperatura ambiente.

En el caso de sensores magnéticos, además, se debe tener en cuenta la fuerza del campo magnético y la alineación.

 

4.Determinar forma y tamaño del espacio (del sensor)

Otra característica fundamental para tener en cuenta son las limitaciones del espacio en el cual se va a ubicar el sensor.

Esto determina qué forma física o tamaño se aplica mejor a la aplicación que se necesite. 

 

5.Control de interfaz requerido

También se debe tener en cuenta qué tipo de interfaz de controlador y de lógica de conmutación se necesita.

Se pueden requerir salidas de sensor PNP o NPN para el controlador. La selección de uno u otro se determina de acuerdo con la naturaleza del circuito en el que se aplicará el dispositivo. Ambos son utilizables si se trata de un circuito de control tipo relé tradicional. Aunque los PNP son los que más comúnmente se utilizan.

Sin embargo, no hay un factor determinante para el uso de cualquiera de ellos. De hecho en Europa se utiliza PNP mientras que en Asia se usa NPN. Y en muchos casos tiene que ver con el stock disponible en el lugar.

No obstante se considera que NPN es más rápido en conmutación porque trabaja con OV, y tiene menos caída de tensión.

También hay que tener en cuenta el tipo de configuración que se se necesita. Si NO (abierto) o NC (cerrado), además clasificar su estado de conmutación como oscuro o claro

 

6. Definir tipo de conexión

En cuanto a los tipos de conexión eléctrica que se utilizan en sensores las más comunes son M8 y M12.

 

7.Analizar requerimiento especiales 

Por último se debe investigar si existen determinados requisitos especiales a tener en cuenta tales como procesos de soldadura cercanos, procedimientos de lavado a alta presión, o altas temperaturas.

 

Seguir todos estos pasos facilitará la elección del sensor y por supuesto, su instalación, uso y resultado. Sin embargo, cualquier consulta que su industria necesite, no dude en contactarnos, podemos ayudar a la elección del sensor correcto.

Etiquetas: Detección

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