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Descripción preliminar
La descripción que viene a continuación hace referencias a la normativa pr EN 60947-5-2 de septiembre 1995.
Los términos técnicos que acompañan en la cabecera al párrafo son los correspondientes a la normativa y los que aparecen en cursiva son posibles sinónimos.
Los datos indicados en las descripciones son los previstos como prestaciones de base por la normativa y son válidos para los productos en cuyas hojas técnicas no aparezca un dato específico.
Principio de funcionamiento
Un sistema fotoeléctrico está compuesto por un elemento que emite radiación luminosa, la cual, directa o indirectamente, llega a un receptor. El nivel de la señal luminosa se transforma en una señal eléctrica, se amplifica y procesa para controlar los elementos de salida del sensor. La radiación luminosa es generada por una fuente de estado sólido que contiene elementos semiconductores de elevado rendimiento y larga duración. La radiación empleada puede quedar fuera de la banda del espectro visible y habitualmente es modulada (emisión y recepción en régimen de impulsos) con el fin de obtener una mayor potencia instantánea y, por consiguiente, un mayor alcance y una alta inmunidad a la luz ambiental.
Sensores fotoeléctricos de difusión (D)
Reflexión directa
El emisor y el receptor están alojados en la misma unidad, siendo los ejes ópticos paralelos o ligeramente convergentes. La presencia de un objeto en el campo óptico cubierto produce la reflexión difusa del haz luminoso en el receptor y la consiguiente detección del objeto mismo. Las propiedades reflectantes del objeto son determinantes, pero, por lo general, es posible detectar la presencia con buena seguridad de cualquier objeto, a no ser que no sea perfectamente reflectante o idealmente negro. Los objetos de color blanco, con un poder de reflexión al 90%, se detectan aproximadamente a la distancia nominal Sn y los objetos oscuros con un 18% de reflectividad se detectan aproximadamente a ½ Sn.
Sensor fotoeléctrico a retroreflexión (R)
Con reflector
El emisor y el reflector están alojados en la misma unidad, siendo los haces ópticos paralelos (óptica no coaxial). El haz luminoso emitido por el emisor es reflejado por un reflector y vuelve hacia el sensor incidiendo en el receptor. La detección se produce por una interrupción del recorrido del haz, provocada por la presencia de un objeto opaco. La distancia de actuación depende en gran parte de la calidad del reflecto elegido y de la abertura angular de los haces ópticos.
Sensor fotoeléctrico de barrera (T)
Barrera
El emisor y el receptor se han realizado en dos unidades distintas uno frente a otro. La detección se produce por interrupción del recorrido del haz, provocada por la presencia de un objeto opaco.
Sensores fotoeléctricos focalizad
Reflexión directa focalizada
El emisor y el receptor están incorporados en la misma unidad, estando los ejes ópticos focalizados y convergentes en un punto en el cual la sensibilidad en máxima; fuera de este punto la sensibilidad disminuye enormemente. La profundidad de campo está determinada por la inclinación de los rayos y por el exceso de ganancia. En síntesis, se realiza una supresión con moderada eficacia del fondo y del primer plano.
Sensor fotoeléctrico de supresión de fondo
Se trata de un sistema fotoeléctrico basado en un principio de triangulación y es sensible al ángulo de reflexión, el cual disminuye en proporción a la distancia del objeto. El emisor y el receptor van alojados en la misma unidad. El emisor tiene un pequeño ángulo de emisión y, por tanto, la sección luminosa que incide en el objeto es pequeña. La óptica del receptor enfoca la mancha luminosa en un par de sensores: uno recibe la luz reflejada por objetos próximos y el otro la reflejada por objetos lejanos. La señal de los sensores se procesa para discriminar con precisión entre objetos próximos y lejanos. La influencia debida al color de los objetos se ve enormemente reducida.
Sensor fotoeléctrico polarizado
Con reflector polarizado
Se trata de una variante del sistema a retrorreflexión, la cual elimina su principal defecto, consistente en la no detección de superficies reflectantes especulares orientada normalmente al eje óptico, al no ser distinguibles por el reflector. En el sistema óptico del emisor se inserta un filtro polarizador a lo largo de un eje que diferenciamos como horizontal, mientras que en el receptor se inserta un polarizador vertical. De este modo, se anulan las reflexiones de superficies no ópticamente activas. La luz reflejada por el reflector, a su vez, posee una fuerte componente polarizada en el sentido normal a la incidente y, por tanto, se convierte en la única fuente luminosa reflejada detectable. Por consiguiente, debe prestarse atención, a la detección de objetos consistentes en películas finas transparentes o recubiertas por estas películas, al poseer unas modernas propiedades de distorsionar la polarización.
Actuación independiente
La conmutación del estado de salida no dependen de la velocidad de aproximación del accionador y no existen estados intermedios entre ON y OFF. Si no se especifica lo contrario, los interruptores de proximidad fotoeléctricos se entienden que son de este tipo.
Accionador de referencia
Se trata del accionador empleado para caracterizar el sensor. Es diferente en función del tipo de sensor que se considere: los accionadores indicados son los propuestos por la norma o los más empleados. En las hojas técnicas de producto pueden aparecer indicaciones diferentes, referentes al tipo o a las dimensiones.
Para los modelos R y T, el accionador de referencia no corresponde al accionador que será detectado en la aplicación práctica, sino que consiste en uno de los elementos activos que constituyen el interruptor fotoeléctrico.
- Sensor fotoeléctrico de difusión:
Se emplea una hoja de papel blanca opaca con un poder de reflexión del 90%, de dimensiones 100x100mm, para distancias de actuación de hasta 400mm, para distancias superiores de dimensiones 200x200mm. A veces se facilitan datos también para papeles negros con reflectividad del 18% y del 6%. Los mismos accionadores son válidos para los modelos focalizados o de supresión de fondo.
- Sensor fotoeléctrico a retroreflexión y a retroreflexión polarizada:
Se emplea en el reflector modelo RL 110.
- Sensor fotoeléctrico de barrera
Se emplea el proyector del mismo tipo.
Ganancia en exceso (Eg)
Exceso de ganancia
Indica la relación entre la seña obtenida para una distancia específica y la necesaria para activar el dispositivo. Véase además “Gráfico de exceso de ganancia”. Si bien la activación/desactivación de los sensores se produce siempre a niveles de Eg próximos a uno, los datos específicos del modelo relativos al parámetro S pueden referirse a Eg>1. En este caso, se entiende por S la distancia a la cual se garantiza un margen operativo de señal mayor que uno.
Distancia de actuación (S)
Si se expresa mediante Eg=1, indica la distancia a la cual, al aproximar el accionador de referencia, el circuito de salida conmuta. Por lo general, se especifica de esta forma para los sensores de tipo D. Si se expresa para Eg<1, indica la distancia de trabajo recomendada para obtener prestaciones estables y escasamente dependientes de las condiciones ambientales. Por lo general, se especifica de esta forma para los sensores del tipo R y T.
Zona ciega
Los interruptores de proximidad fotoeléctricos pueden tener zonas ciegas cerca de las ópticas: en estas zonas, Eg es menor que 1. Reduciendo la sensibilidad puede aparecer una ciega anteriormente no existente o, si ya existe una zona ciega, aumentar su tamaño. Puede aparecer una zona ciega antes no existente si se emplea un accionador con poder de reflexión interior al de referencia. De los diafragmas del Eg pueden obtenerse informaciones detalladas sobre la zona ciega. Por lo general, los datos numéricos sobre la zona ciega se facilitan únicamente para una regulación a la máxima sensibilidad o referidos a actuadotes distintos del de referencia.
Distancia de actuación nominal (Sn)
Distancia de detección nominal
Valor convencional de la distancia de actuación S para interruptores fotoeléctricos sin regulación. Este valor convencional no tiene presente la tolerancia de producción y las variaciones que pueden ser producidas por tensiones de alimentaciones diferentes de la nominal y por temperaturas no comprendidas en el margen 23°±5°C.
Campo de sensibilidad (Sd)
Margen dentro del cual puede variarse la distancia de actuación en aproximación, respecto al accionador de referencia, si el sensor está provisto de regulación de sensibilidad. El valor máximo de Sd tiene idéntica definición que Sn. Si no se especifica el valor mínimo de Sd, se entiende que es igual a 0. Si se especifica, no se garantiza con las mismas tolerancias que Sn.
Distancia de actuación real (Sr)
Es la distancia de actuación en aproximación al interruptor, medida en condiciones nominales de tensión de alimentación y temperatura ambiente (23°±5°C) y se expresa en valores porcentuales respecto a Sn. En la práctica, representa la tolerancia de producción. Las series de sensores tipo D sin regulación de sensibilidad y algunas series con regulación están garantizadas para Sr comprendidas entre el 90% y 133% de Sn con Eg=1. Otras series tipo D con regulación pueden garantizarse para Sr comprendida entre el 90% y el 133% Sn con Eg=1,5. Las series de sensores tipo R con o sin regulación de sensibilidad están garantizado para Sr comprendidas entre el 90% y el 150% de Sn con Eg=1,5. Las series de sensores tipo T están garantizadas para Sr comprendido entre el 90% y el 200% de Sn con Eg=1,5.
Distancia de actuación útil (Su)
Es la distancia de actuación en aproximación al sensor, medida en condiciones de tensión de alimentación comprendida entre el 85 y el 110% del valor nominal y en el margen de temperatura ambiente especificado, el fabricante garantiza que está comprendida entre el 90% y 110% de Sr. La Su mínima, por tanto, está garantizada como ≥ 81% de Sn.
Distancia de actuación de trabajo (Sa)
Distancia de trabajo
Es la zona de actuación del sensor, considerados todos los efectos ambientales. El fabricante garantiza que el sensor puede activarse en toda la zona comprendida entre 0 y 0.81 Sn solo para los sensores que no tienen zonas ciegas y respecto a los activadores especificados. El usuario debe considerar esto como el margen de trabajo siempre garantizado en todo el conjunto de condiciones ambientales de trabajo especificadas.
Repetibilidad (R)
Garantiza que la variación % de Sr, medida en un periodo de 8 horas, a la temperatura ambiente de 23°±5°C, a la humedad especificada con un valor de tensión de alimentación especificado y variable entre ±5% nunca rebasará el valor R señalado. El valor de R, si no se indica lo contrario, se entiende 0.1 Sr.
Nota: en la barreras de tipo T y R, el objeto a detectar atraviesa transversalmente los haces ópticos y, por tanto, a repetibilidad y la histéresis expresada como se ha indicado más arriba, no guardan relación directa con las que se da en una situación práctica, teniendo así una correspondencia real única para los sensores de tipo D.
Histéresis (H)
Se indica como valor porcentual de Sr y expresada en valor absoluto, la diferencia máxima entre los puntos de conmutación en aproximación y alejamiento del accionador de referencia respecto a la cara activa. La diferencia entre las dos distancias de conmutación se introduce expresamente para garantizar la estabilidad de actuación de la salida, en un caso en el cual, el objeto se encuentre en el entorno de los puntos de conmutación. Sino se especifica lo contrario, 0.02Sr>H≤0.2Sr. La deriva térmica puede influir en H, pero el valor especificado sigue estando dentro del señalado para el margen de temperatura ambiente.
Tensión nominal de empleo (Ue)
Expresa el margen de tensión de alimentación. El fabricante garantiza que el sensor puede trabajar dentro de un margen de tensión comprendido entre 0.85 Uemin y 1.1 Uemax (véase UB).
Tensión límite de empleo (UB)
Tensión de alimentación
Expresa el margen de la tensión de alimentación comprendido entre el valor mínimo y máximo absoluto.
Ondulación residual (ripple)
Amplitud de la ondulación máxima admisible de la tensión de alimentación c.c. expresada en porcentaje respecto al valor medido en esta última. Se garantiza el movimiento con una ondulación residual de ≤10% Ue. En realidad, muchos sensores pueden funcionar correctamente también con ondulaciones residuales mucho más elevadas.
Caída de tensión (Ud)
Indica el valor máximo de la caída en los bornes de la salida en el estado de actividad, con la intensidad nominal de carga (Ie), tensión de alimentación en el margen UB y temperatura de 23°±5°C. Si no se especifica lo contrario, el fabricante garantiza que:
Para modelos 2 hilos c.c. ≤ 8V
Para modelos 3 hilos c.c. ≤ 3.5V
Para modelos 2 hilos c.a. ≤ 10V
Tensión nominal e aislamiento (Ui)
Si no se especifica lo contrario, los sensores hasta 50Vc.a. y 75Vc.c. se han ensayado a 500Vc.a.
Los sensores de hasta 250Vc.a. en clase 1 (con cables de tierra) se han ensayado a 1500Vc.a., los de clases 2 (aislamiento doble, sin conexión de tierra) se han ensayado a 3000Vc.a.
Tensión impulso máximo admisible (Uimp)
Si no se especifica lo contrario, los bornes de alimentación y los cables de salida de potencia de los sensores de c.c. se han ensayado con un impulso de 1KV, los de c.a. con un impulso de 5KV con las siguientes características 1.2/50µs, 0.5J, impedancia de generador 500Ω.
Consumo (Io)
Corriente absorbida por el sensor de 3 ó 4 bornes sin carga conectada, en la tabla se indican Iomax entendiéndose la máxima absorbida dentro del margen de la tensión de alimentación Ue.
Intensidad nominal de empleo (Ie)
Intensidad de salida
Es la intensidad de control de la carga. En la tabla se indican la Iemin, entendiéndose la garantizada en las condiciones más desfavorables.
Intensidad mínima de empleo (Im)
Es la intensidad de control mínima de la carga para la cual se garantiza que la salida mantiene el estado ON en el margen de tensión de alimentación Ue. En los sensores c.a. asume valores más altos por tratarse de la intensidad de mantenimiento del triac de salida. En los sensores de 2 hilos (c.c. y c.a.) asume valores todavía superiores por el hecho de que incluye también la intensidad de alimentación.
Intensidad residual (Ir)
Corriente de fuga
Indica la intensidad máxima que atraviesa la carga cuando la salida está en estado OFF y la tensión de alimentación igual a UBmax, sea atravesada por una intensidad igual a Ir. El usuario debe de asegurarse que la intensidad Ie, es inferior a la suficiente para mantener activa la carga porque sino, sería incapaz de desactivar la carga con la salida en OFF; en las conexiones en paralelo de los sensores, Ie e Ir se suman. En los sensores de 2 hilos (c.a. y c.c.) asumen valores mayores que en modelos de 3 hilos porque incluyen la intensidad de alimentación.
Intensidad de pico repetitiva
Si no se especifica lo contrario, se ha previsto que el elemento de conmutación de salida en c.a. tenga una capacidad de cierre, en condiciones normales de empleo, de 6Ie con una duración de 20ms y un período de 10s (categoría AC-140).
Intensidad pico no repetitiva
Indica la amplitud máxima y duración del impulso individual de corriente que puede atravesar el elemento de conmutación de salida en c.a. sin que éste se averíe.
Categoría de empleo
Si no se especifica lo contrario, los sensores c.c. son de la categoría DC-13 y los c.a. son de categoría AC-140.
Función elemento de conmutación
Las funciones pueden expresarse indicando el estado del receptor respecto al estado activo de la salida (a) o bien indicando el estado de salida respecto a la presencia del objeto a detectar (b).
1a) Impulso oscuridad. Es la función que permite circular a la corriente cuando el recorrido de los rayos luminosos está interrumpido y no circula cuando el recorrido de los rayos luminosos no está interrumpido.
2a) Impulso luz. Es la función que permite circular a la corriente cuando el recorrido de los rayos luminosos no está interrumpido y no circula cuando el recorrido de los rayos luminosos está interrumpido.
1b) NO (Normalmente abierta). Es la función que permite a la corriente circular cuando el objeto es detectado y no circula cuando el objeto no es detectado.
2b) NC (Normalmente cerrado). Es la función que no permite a la corriente circular cuando el objeto es detectado y circular cuando el objeto no es detectado.
Función de intercambio o antivalente
Es la función que impide la presencia simultánea de los dos tipos de salida NO y NC.
Para definir una equivalencia entre ambos modo es preciso distinguir entre sensores tipo D (difusores de la luz) o R o T (reflexión o transmisión de la luz): |
Tipos de salida y conexiones de carga
3 hilos NPN: dos de alimentación y uno de salida. El elemento de conmutación está conectado entre la salida y el polo negativo. En el estado de conducción, a través del borne de salida, la carga absorbe corriente. El otro borne de la carga está conectado al polo positivo de la alimentación.
3 hilos PNP: dos de alimentación y uno de salida. El elemento de conmutación está conectado entre la salida y el polo positivo. En el estado de conducción, el polo positivo absorbe corriente y se suministra a la carga a través del borne de salida. El otro borne de la carga está conectado al polo negativo de la alimentación.
4 hilos NPN o PNP programables: dos de alimentación uno de selección NO/NC y uno de salida. El hilo de selección determina la función NO o NC según la conexión a un polo u otro de la alimentación.
4 hilos NPN o PNP, salidas antivalentes: dos de alimentación y dos de salidas complementarias, una NC y una NO.
4 hilos NPN o PNP: dos de alimentación y dos de salida. El tipo de salida es programable. La conexión NPN se realiza conectando el borne PNP al polo negativo. La conexión PNP se realiza conectando el borne NPN al polo positivo.
Colector abierto: El transistor de salida del sensor no tiene cargas interna, y por tanto, es posible interconectar (conectando el común y la salida) con dispositivos de entradas que posean internamente resistencia de cargas conectadas a una tensión de alimentación distinta de la del sensor.
En aquellos casos en que la salida no es un colector abierto, para obtener idéntica compatibilidad es preciso interponer un diodo de bloqueo, el cual, sin embargo, aumenta Vd y puede crear problemas de compatibilidad con la VIL.
DECOUT®: dos de alimentación y dos polos de salida. Los polos de salida constituyen un relé estático ópticamente desacoplado de la alimentación del sensor (De diseño exclusivo DIELL). Este tipo de salida, al ser un contacto sin potencial de referencia, permite realizar cualquier combinación NPN, PNP paralelo, serie o interconectarse a cualquier entrada. La inversión de los polos de alimentación determina el intercambio de la función NO/NC permitiendo obtener funciones lógicas complejas de la serie y paralelo.
3 hilos c.a.: Dos de alimentación y uno de salida. El elemento de conmutación está conectado entre la salida y el polo de la fase. En conducción, la fase absorbe corriente y se suministra a la carga a través del borne de salida. El otro borne de la carga va conectado al neutro de la alimentación.
4 hilos c.a.: Tres de alimentación y uno de salida. Dos hilos de alimentación son alternativos, conectando uno y otro a la fase, se determina la función NO o NC, debiendo permanecer sin conectar el hilo no utilizado.
2 hilos c.a.: Los dos cables constituyen el elemento de conmutación mismo. En conducción, con un borne conectado a la fase y el otro a la carga, la fase absorbe la corriente y se suministra la corriente a la carga a través del borne de salida. El otro borne de la carga va conectado al neutro de la alimentación.
Entrada de prueba (check)
El circuito de prueba, disponible en el emisor de algunos modelos T, permite verificar, a través de una simple gestión, el correcto funcionamiento de un sistema de barrera. La entrada de prueba consiste en dos hilos completamente aislados de los de alimentación. En condiciones de barrera con luz, alimentado la entrada de prueba, se bloquea la emisión de impulsos luminosos. Estas condiciones simulan la presencia de un objeto en el margen de detección de la barrera y fuerza a la conmutación a la salida del receptor. Por consiguiente, una falta de conmutación es un índice de mal funcionamiento del sistema.
Protección contra cortocircuitos
Por lo general, todos los dispositivos c.c. poseen una protección integrada contra cortocircuito permanente, mientas que los dispositivos c.a. no disponen de protección integrada y no pueden protegerse contra daños internos por dispositivos externos como los fusibles.
La protección de la salida de los sensores c.c., en el caso de cortocircuitos o sobreintensidades, se produce mediante la detección de un umbral máximo de intensidad (intensidad limitadora). Si se rebasa este umbral, que por lo general tiene un valor comprendido entre 1,5 y 3 veces el valor de Ie, el sensor abre el circuito de salida.
El funcionamiento correcto se establece de formas diversas en función del tipo de protección que ha actuado:
- Por autorrestablecimiento: el restablecimiento se produce automáticamente como máximo después de algunas décimas de segundo tras eliminar la causa del cortocircuito.
- Por memoria: para restablecer el funcionamiento correcto del sensor debe realizarse una conmutación o se ha de desconectar la alimentación y eliminar la causa del cortocircuito.
En ambos casos, durante el cortocircuito, la salida es recorrida por uno (a) o por un tren (b) de impulsos muy consecutivos de corriente que pueden alcanzar una amplitud de 5A.
Protección contra inversiones de polaridad
Las conexiones no correctas (inversiones de la polaridad) de la alimentación no provocan daños a los sensores.
Protección contra sobretensiones de alimentación
Por lo general, el restablecimiento de la tensión UB durante breves instantes no provoca la rotura de los sensores c.c. y c.a. si la energía disipada no es superior a 0.5J (véase además Uimp). Los sensores de alterna no están protegidos para tensiones de alimentación permanentemente superiores a UB. En los sensores que tienen una tensión de alimentación mixta c.c. y c.a., el valor UB en continua puede superarse de manera permanente sin daños hasta el valor equivalente de pico en c.a., no funcionando el sensor en este intervalo concreto y permaneciendo la salida no activada.
Protección para cargas inductivas
Si no se especifica lo contrario, los sensores c.c. llevan incorporados una protección de la salida para las cargas inductivas (sobretensiones). Tal protección se realiza mediante un diodo o mediante un diodo Tener. Para el valor máximo de L aplicable, véase el apartado “conexiones eléctricas”.
Puesta a cero inicial (tv)
Periodo de tiempo transcurrido entre la conexión de la conexión de la alimentación al sensor y el instante en el cual puede activarse la salida.
En tal período, el estado de salida se mantiene en OFF, si bien se admite la presencia de impulsos de duración ≤2ms. Ese intervalo se tiempo se sirve para impedir que en la conexión, la salida del sensor se encuentre en un estado no definido y existan falsas conmutaciones que puedan pilotar la carga. Si no se especifica lo contrario, la duración del retardo es ≤300ms.
Frecuencia de conmutación (f)
Es la máxima frecuencia a la cual, la salida del sensor puede conmutar y se define como:
Para sensores c.a. se aplica el requisito de que los impulsos de salida no deben tener una duración inferior a la mitad del período de la tensión de alimentación. Como alternativa a f puede facilitarse ton y toff.
Tiempo de activación (ton)
La medición de este tiempo no suele facilitarse. Se emplea junto con el toff para el cálculo de f. El tiempo indicado representa el necesario para conmutar la salida en el estado correspondiente a con la luz respecto al instante en el cual efectivamente el elemento reflector ha pasado al estado con luz.
Tiempo de desactivación (toff)
La medición de este tiempo no suele facilitarse. Se emplea junto con ton para el cálculo de f. El tiempo indicado representa el necesario para conmutar la salida en el estado correspondiente a con oscuridad respecto al instante en el cual efectivamente el elemento reflector ha pasado al estado oscuridad.
LEDs indicadores
Las funciones de base de los LEDs indicadores encendidos permanentemente en función del color son:
LED VERDE: indicación de la presencia de tensión de alimentación.
LED AMARILLO: indicación de la presencia de tensión de alimentación.
LED ROJO: indicación de un estado incorrecto.
Cuando hay un solo LED, habitualmente indica el estado de salida y es de color rojo.
Condiciones de alarma
- Alarmas de margen de señal
Algunos modelos incluyen una salida específica para indicar que el nivel de señal no alcanza niveles de seguridad.
Las modalidades de activación de las alarmas pueden ser de distintos tipos:
La condición de señal recibida comprendida entre Eg=1 y Eg=1,5 permanece durante un tiempo superior a T alarma (Tall).
Para un número N de conmutaciones de estado oscuridad-luz consecutivas, la condición de señal recibida no es superior a Eg=1,5.
La alarma se desactiva automáticamente cuando se restablecen los márgenes correctos.
Grado de protección
El grado de protección mínimo exigido para los sensores fotoeléctricos es IP54 (estanqueidad incompleta a la entrada de polvo y a las salpicaduras de agua). Por lo general, como mínimo se garantiza a protección IP65 (estanqueidad total a la entrada de polvo y a los chorros de agua).
Grado de contaminación
El grado de contaminación ambiental de aplicación previsto es el correspondiente a ambientes industriales (3) que admite la presencia de una contaminación seca no conductiva que puede pasar a ser conductora como consecuencia de la condensación. Por lo general, estos dispositivos no disponen de partes eléctricas descubiertas. Si existen conectores o regletas de bornes, estos están ubicados en un microambiente protegido. La distancia de actuación de los sensores fotoeléctricos pueden verse influenciados por la suciedad que se deposita en la pieza óptica.
Margen de temperatura ambiente
Límites de temperatura
La excursión mínima térmica garantizada por la normativa es de -5 hasta + 55° C, por lo general se garantiza un margen más extenso, de -25 hasta +70°C.
Los datos facilitados son válidos en el margen de temperatura del aire ambiental indicado. Por lo general, los sensores pueden emplearse para un margen de temperatura superior al indicado en más de 10°C con una leve pérdida de prestaciones. A petición específica pueden facilitarse datos relativos a la deriva térmica de los sensores de serie para un margen de temperaturas más amplio. Pueden suministrarse sensores especiales para un margen de temperatura más amplio.
Deriva térmica
Máxima variación de la distancia de detección dentro del margen de temperatura especificado, expresada en porcentaje respecto al valor real, Sr. El fabricante garantiza que para los interruptores fotoeléctricos la deriva térmica está comprendida dentro de un ±10% Sr.
Humedad ambiental (RH)
Margen de humedad relativa dentro del cual se garantizan las condiciones normales de funcionamiento. Los interruptores fotoeléctricos pueden verse afectados por una elevada RH, si esta se manifiesta en forma de condensación y se deposita en la superficie de las piezas ópticas.
Algunos materiales plásticos pueden debilitarse y agrietarse si se permanecen durante mucho tiempo en un ambiente seco con RH<10%, pero estos materiales, si se emplean, no forman parte del elemento activo del sensor.
Golpes
Según la IEC 68 -2-27
Forma del impulso: media onda
Aceleración máxima: 30 g
Duración del impulso: 11ms
Vibraciones
Según la IEC 68 -2-6
Margen de frecuencia: 10-55Hz
Amplitud: 0.5mm
Duración del ciclo de solicitación: 5min
Prueba a 55Hz: 30min por eje
Inferencia luz ambiental
Inferencia a la luz externa
Si no se especifica lo contrario, se ha previsto que el campo de sensibilidad Sd siga siendo el especificado cuando el receptor es iluminado por la luz ambiental artificial de lámpara incandescente (3000°K) que varía de 0 hasta 5000lux. Este nivel de inmunidad no es suficiente para excluir que la parte receptora del sensor pueda verse afectada por la presencia de una fuerte iluminación natural o artificial. Sería una buena norma evitar la incidencia directa de los rayos solares a los sensores o colocarlos muy cerca de lámparas u orientados hacia sistemas de iluminación. La inmunidad a luces fluorescentes de alta frecuencia es más baja respecto a la inmunidad a los sistemas incandescente.
Gráfico de ganancia en exceso
Gráfico exceso de ganancia
Se realiza para todos los modelos. Expresa el margen de señal en función de la distancia del accionador de referencia. Los puntos en los cuales Eg>1 indican las distancias para las cuales el interruptor está con luz y los puntos en los cuales Eg<1 donde el interruptor está oscuro. El vértice la curva indica la distancia a la cual se tiene la máxima sensibilidad o el punto focal. Para los sensores tipo D y R pueden facilitarse curvas para accionadores de tipo diferente al de referencia (papel negro, catadióptrico, de tipo o dimensiones diferentes, etc.).
Gráfico de dimensiones de objeto
Distancia/dimensiones objeto
Se realiza para los modelos D. indica las dimensiones mínimas que debe tener el lado del actuador para lograr que Eg=1 en función de la distancia. Pueden facilitarse diversas curvas en función del color del actuador.
Gráfico de desviación paralela
Se realiza para todos los modelos empleando el accionador de referencia e indica la desviación lineal máxima admisible para un Eg=1 en función de la distancia.
Para los modelos D y R expresa la distancia en el borde del actuador y el eje del sensor.
Para los modelos T expresa la distancia entre ambos ejes paralelos del proyector y del receptor.
Gráfico de imagen de detección
Se realiza para los modelos D cuando es necesario facilitar datos relativos a los accionadores de tipo concreto (por ejemplo, hilos metálicos). Indican las áreas en las cuales el accionador es detectado.
Gráfico de desviación angular
Se realiza para los modelos T. Expresa el ángulo de desviación máxima admisible para un Eg=1 en función de la distancia. Puede facilitarse para ambos elementos. Si se facilita una sola curva, es la más estrecha.
Gráfico de interferencia mutua
Se realiza para los modelos T. Indica la desviación lineal mínima que debe establecerse entre el protector y el receptor de elementos no acoplados, para obtener una señal interferente menor que la histéresis en función de la distancia.
Gráfico de capacidad de supresión
Se realiza para los modelos D con supresión de fondo. Indica la capacidad del sensor para discriminar entre dos actuadores de papel negro al 18% y/ó 6% aproximadamente y el fondo de papel blanco al 90%. Indica también la relación entre las vueltas del tornillo de regulación y Sn.
Criterios de elección de los sensores
Indicaciones genéricas
- Seleccionar un sensor compatible con el ambiente de trabajo: verificar la compatibilidad entre los materiales constructivos del sensor y las sustancias químicas posiblemente presentes, el margen de temperaturas, el grado de penetración de polvos y líquidos, la presencia de polvos o vapores, la presencia de condensados o hielo, vibraciones, golpes, la presencia de fuerte iluminación natural o artificial, la compatibilidad electromagnética con la tensión de alimentación y el tipo de carga. Si es necesario, considerar las posibilidades de aplicar accesorios específicos.
- Elegir una distancia de trabajo en función de las dimensiones, color y opacidad del material a detectar: considerar los efectos de las superficies brillantes.
- Asegurarse de que se garantizan las distancias mínimas entre el sensor a utilizar y la posición de los materiales más reflectantes o brillantes del fondo. Comprobar la influencia de otros sensores próximos. Dar siempre preferencia al de tipo T por el hecho de que ofrecen la mayor seguridad y repetibilidad de respuestas con objetos opacos. Si no es posible emplear dos elementos alimentados o es necesario detectar objetos semitransparentes, emplear sensores de tipo R. Utilizar sensores de tipo D cuando sea indispensable disponer de un solo elemento.
- Asegurarse de que el número de maniobras necesarias es compatible con la frecuencia de conmutación f. Si es importante también la fase de la señal, tener también en cuenta los tiempos de activación y desactivación ton y toff.
Posición de montaje
Todos los tipos de sensores pueden montarse de modo que se evite la caída de polvos o líquidos sobre los ópticos que pueden atenuar o distorsionar el recorrido de los haces luminosos. Prever una posición de montaje que proteja a la óptica y al cuerpo de los golpes con el material a detectar y a los cables de conexión del desgaste y el desgarro. La parte receptora no debe quedar directamente hacia fuentes de iluminación naturales o artificiales. Proteger al sensor contra el recalentamiento por convección, protegiéndolo de las columnas de aire caliente o de la erradicación por parte de materiales incandescentes.
Instalación
En las instrucciones que vienen a continuación se ha referencia a condiciones concreta de Eg que indicamos a continuación:
Eg=1: la señal recibida en muy próxima al umbral ON/OFF y la salida del sensor conmuta en torno a este nivel. El LED de salida o la carga misma debe indicar este estado.
Eg=2: la señal recibida es muy próxima al borne del umbral ON/OFF y la salida del sensor está en el estado correspondiente a la luz. Si hay luz, este estado deber ser indicado por el LED del margen. En algunos modelos, el margen de seguridad es Eg=1.5. Esto no varía el significado de la descripción.
Consultar las hojas de producto para una correcta lectura de las indicaciones del LED del modelo que está utilizando.
Tipo D con regulación
Para los sensores tipo D es preciso elegir una distancia de trabajo compatible con el color y las dimensiones del objeto a detectar y con el fondo. Con los objetos de color oscuro, elegir distancias de trabajo ≤Sa/2 y mantener el fondo, si está claro, a distancias ≥1,5Sn. Solo en el caso de objetos claros es posible trabajar a distancias próximas a Sa.
- Montar el sensor de modo estable, aunque no definitivo, a una distancia no superior a Sa del objeto a detectar. Preferiblemente, mantener el eje de unión de las ópticas perpendicular a la dirección de desplazamiento del objeto.
- Asegurarse de que la tensión de alimentación y la carga están dentro de los límites especificados y alimentar al sensor.
- Colocar el objeto a detectar y asegurarse de que el eje óptico está perpendicular a la superficie (en el caso de objetos muy reflectantes, inclinar el sensor algunos grados con el fin de evitar la reflexión especular). Suponer las peores condiciones (objeto o parte del objeto más pequeña, de color más oscuro o superficie más brillante a la distancia más grande, con la inclinación mayor).
- Regular al máximo el potencial girándolo en sentido horario. Intentar obtener la condición de Eg≥2 (observar el LED indicador de Eg) mejorando la orientación o reduciendo la distancia entre el objeto y el sensor.
- A continuación, girar el potenciómetro en sentido antihorario hasta que se cumpla la condición de Eg=1 (observar el LED indicador de salida). Girar potenciómetro en sentido horario hasta conseguir la condición Eg=2; identificar posición del potenciómetro como A
La posición encontrada es la que permite trabajar en las condiciones óptimas para detectar con igual presición vacíos o llenos con márgenes discretos de seguridad.
Si no existe fondo o si los vacíos son suficientemente amplios, es posible girar el potenciómetro más allá de la posición A para obtener márgenes de señal todavía más amplios.
- Si existe fondo, extraer el objeto: debe lograrse la condición Eg<1. Si no se produce esto, significa que, con Eg=2 para el objeto, la reflexión del fondo es demasiado fuerte. En tal caso es preciso colocar el sensor más cerca del objeto o inclinar el sensor y repetir el tarado desde el punto 5 (de este modo se reduce la sensibilidad o se elimina el reflejo).
- A continuación, girar el potenciómetro en sentido horario hasta logar la condición Eg=1 para el fondo. Si esto no se reduce, significa que el fondo no puede interferir: suponer entonces el extremo horario del potenciómetro como posición B. Girar en sentido antihorario hasta lograr la condición de no visibilidad del fondo (Eg>1) y suponer tal posición como B.
- Colocar el potenciómetro en un punto intermedio entre A y B.
- Fijar definitivamente los componentes y verificar de nuevo todo el sistema.
Tipo D sin regulación
- Montar el sensor de modo estable, aunque no definitivo, a una distancia no superior a Sa del objeto a detectar. Preferiblemente, mantener el eje de unión de las ópticas perpendicular a la dirección de desplazamiento del objeto.
- Asegurarse de que la tensión de alimentación y la carga están dentro de los límites especificados y alimentar al sensor.
- Colocar el objeto a detectar y asegurarse de que el eje óptico está perpendicular a la superficie (en el caso de objetos muy reflectantes, inclinar el sensor algunos grados con el fin de evitar la reflexión especular). Suponer las peores condiciones (objeto o parte del objeto más pequeña, de color más oscuro o superficie más brillante a la distancia más grande, con la inclinación mayor).
- Intentar lograr la condición Eg=1 (indicada por el LED de salida) mejorando la orientación o reduciendo la distancia entre el objeto y el sensor. Si ya se cumple esta relación, alejar y luego reacercar al sensor. Identifica la posición obtenida como A.
- Si no existe fondo, es suficiente reducir la distancia a 0,7 A para disponer de unas condiciones de trabajo estables (Eg≥2) y luego fijar el sensor.
Si existe fondo, asegurarse de que no se establece un nivel de señal próximo al umbral: extraer el objeto a detectar y acercarse progresivamente al fondo. Si no se detecta el fondo o se detecta a una distancia ≤0.5A respecto a la posición del objeto, es posible fijar al sensor a 0.7A.
La posición determinada es la que permite trabajar en condiciones óptimas para detectar con igual posición vacíos o llenos con márgenes discretos de seguridad.
- Si pueden lograrse las condiciones de 5. significa que la reflexión del fondo es demasiado fuete. En ese caso, inclinar el sensor y repetir el tarado desde el punto 4.
- Si el fondo está visible para una distancia al objeto <0.75ª, no es posible obtener condiciones estables de trabajo con el modelo de sensor elegido. Si el fondo está visible para una distancia al objeto comprendida entre 0,7 y 0,5ª, identificar esta como B y colocar el sensor a una distancia intermedia entre Ay B. Verificar atentamente el funcionamiento en las condiciones de trabajo reales dado que esta posición es vital. Por último, fijar definitivamente el sensor.
Tipo D de supresión de fondo con ajuste de la sensibilidad
Para los sensores de supresión de fondo con ajuste de la sensibilidad, es suficiente escoger una distancia de trabajo comprendida en el campo de ajuste. Consultar el “Gráfico capacidad de supresión” y verificar que la distancia de trabajo necesaria sea posible distinguir el objeto oscuro del fondo claro.
Debe tenerse especial cuidado con los objetos cuyo fondo sea altamente reflectante. Evitar que el sensor esté dirigido hacia el reflector, aunque se encuentre a gran distancia.
- Montar el sensor de manera estable pero no definitiva, a una distancia que no sea superior a Sa desde el objeto a detectar. Mantener el eje óptico perpendicular a la dirección de movimiento del objeto.
- Verificar que el voltaje de alimentación y la carga estén dentro de los límites prescritos y que el sensor esté conectado.
- Posicionar el objeto a detectar y verificar que el eje óptico esté perpendicular a la superficie (en caso de objetos altamente reflectantes, deberá girarse el sensor unos grados para evitar el reflejo especular) adoptar la posición de trabajo más desfavorable (objeto o parte más pequeña del mismo, color más oscuro, superficie más brillante, mayor distancia de trabajo, mayor inclinación).
- Situar el potenciómetro al máximo girándolo en el sentido horario. Tratar de obtener la condición Eg=2 (referirse a las indicaciones de Eg LED) mejorando la orientación o reduciendo la distancia entre el objeto y el sensor.
- Ahora debe de girar el potenciómetro en sentido horario hasta obtener la condición Eg=1 (referirse al LED indicado de salida). Girar el potenciómetro en sentido horario hasta llegar a la condición EG=2: identificar esta posición del potenciómetro como A.
- Si hay fondo, retirar el objeto. Se tiene que conseguir la condición Eg<1. Si esto no sucede significa que el objeto en EG=2, el reflejo del fondo es demasiado fuerte. En este caso deberá situarse el sensor más cerca o deberá inclinarse el sensor y volver a empezar el reajuste partiendo desde el punto 5 (de esta forma se reduce la sensibilidad o bien se elimina el reflejo).
- Girar ahora el potenciómetro en sentido horario hasta conseguir la condición Eg=1 para el fondo. Si esto no sucede significa que el fondo no puede inferir. Por ello girar el potenciómetro al máximo en sentido horario e identificar como posición B.
Girar en sentido horario hasta obtener la condición Eg<1 (fondo no visible) y asumir este punto como posición B.
- Situar el potenciómetro en un punto intermedio ente A y B.
- Fijar ahora definitivamente el sensor y volver a comprobar todo el sistema.
Tipo D de supresión de fono sin ajustes de la sensibilidad
Par los sensores de supresión de fondo sin ajuste, es necesario escoger un sensor con una distancia de trabajo que sea mayor a la distancia de superficie del objeto, y menor a la distancia del fondo.
Consultar el “Gráfico capacidad de supresión” y verificar que para los objetos del mismo color de fondo, la altura del objeto sea mayor que la histéresis, para objetos más oscuros que el fondo, la altura del objeto será mayor que la diferencia entre la distancia ocupada por el objeto blanco y la distancia lugar vacío del negro.
Para objetos cuyo material de fondo sea altamente reflectante, puede ser necesario trabajar con márgenes más amplios.
- Montar el sensor de manera estable pero no definitiva, a una distancia que no sea superior a Sa desde el objeto a detectar. Mantener el eje óptico perpendicular a la dirección de movimiento del objeto.
- Verificar que el voltaje de alimentación y la carga estén dentro de los límites prescritos y que el sensor esté conectado.
- Posicionar el objeto a detectar y verificar que el eje óptico esté perpendicular a la superficie (en caso de objetos altamente reflectantes, deberá girarse el sensor unos grados para evitar el reflejo especular) adoptar la posición de trabajo más desfavorable (objeto o parte más pequeña del mismo, color más oscuro, superficie más brillante, mayor distancia de trabajo, mayor inclinación).
- Tratar de mantener la condición de Eg=1 (indicada por el LED), mejorando la orientación o reduciendo la distancia entre el objeto y el sensor. Si esta condición ya está presente, entonces retirar el sensor y situarlo de nuevo. Identificar la posición obtenida como A.
- Si no hay fondo, entonces es suficiente reducir la distancia a 0.9ª para obtener así una distancia de trabajo estable (Eg=2), y fijar el sensor. Si existe un fondo es necesario verificar que el nivel de la señal no esté próxima al umbral: Quitar el objeto a detectar, el sensor debe estar en vacío, aproximar progresivamente al fondo, hasta obtener la luz de conmutación.
Alejar ahora del fondo hasta obtener la conmutación en vacío. Identificar la posición obtenida como B.
Alejar ahora el sensor del fondo y fijarlo en una posición intermedia entre A y B.
- Si no se puede obtener la condición 5. significa que la reflexión del fondo es demasiado fuerte, entonces debe inclinar el sensor, o bien seleccionar un sensor con un Sa interior, y volver a reajustar desde el punto 4.
Tipo R con regulación
Ante todo, es necesario elegir correctamente el tipo de reflector y la distancia de trabajo en función del material a detectar (objetos pequeños o grandes, opacos o semitransparentes) y el grado de suciedad presente en el ambiente (véase tabla de reflectores y curvas de Eg). Si la distancia relativa entre el reflector y el sensor puede variar y acercarse al valor 0, convidar también la existencia de una zona ciega.
a) Con objetos grandes y completamente opacos se recomienda maximizar el margen de señal (Eg>2) manteniendo la sensibilidad ajustada al máximo.
Si el entorno es polvoriento, es preciso trabajar con márgenes amplios de Eg (3-10) empleando distancia menores que Sa o reflectores muy eficaces. A distancias próximas a Sa también es posible montar más reflectores próximos.
b) Si es preciso interceptar objetos pequeños, se recomienda mantener un Eg=2. El diámetro del objeto mínimo de interceptable en este caso varía en función de la longitud del eje óptico. El diámetro mínimo interceptable por parte del receptor será igual a ½ del diámetro de la superficie activa del mismo, mientras que el diámetro mínimo por parte del sensor será siempre igual a ½ del diámetro de la óptica.
c) Si es preciso interceptar objetos semitransparentes, elegir un reflector de baja eficiencia o de dimensiones pequeñas para tener Eg=2 a la distancia de trabajo prevista. De este modo está disponible la más amplia excursión útil de rotación del potenciómetro de regulación. Como es lógico, trabajando con pequeños márgenes se señal, la atmósfera de trabajo deberá tener un grado de limpieza tal que comprometa la estabilidad del ajuste.
d) Si los objetos a interceptar poseen superficies brillantes o están cubiertos con películas transparentes brillantes o metalizadas, se recomienda emplear modelos polarizados, los cuales, sin embargo, poseen alcances y márgenes de ganancia inferiores a los no polarizados. La elección del modelo polarizado es obligatorio cuando la superficie reflectante del objeto no es regular, presenta surcos o presenta una rugosidad que hace que los rayos reflejados no tengo un recorrido previsible.
- Montar el reflector de modo que la superficie de éste sea perpendicular al eje óptico. Montar el sensor de modo estable pero no definitivo empleando, si es posible, los soportes suministrados y posicionándolo preferiblemente con el eje de unión de las ópticas perpendicular a la dirección de movimiento del objeto. Orientar el sensor de modo que el eje óptico quede en la dirección del reflector. Si el material a detectar tiene una superficie brillante muy reflectora y se ha empleado un modelo no polarizado, es preciso realizar la instalación de modo que el eje óptico quede inclinado respecto a la superficie del material.
- Asegurarse que la tensión de alimentación y la carga está dentro de los límites establecidos y conectar el sensor.
- Ajustar el potenciómetro al máximo girándolo en sentido horario. A continuación, colocar el sensor para obtener primero las condiciones mínimas de funcionamiento (conmutación de la salida) y luego las condiciones de máximo Eg. Si la luz emitida es visible es posible ver la luz reflejada observando el reflector desde una posición paralela al eje óptico.
En aquellos casos en los cuales la orientación sea vital y si la luz emitida no es visible, para investigar el punto de conmutación (Eg=1) emplear una arista de la carcasa del sensor para apuntar hacia el reflector. Acto seguido, realizar una exploración normal moviéndose de forma continua de derecha a izquierda y oscilando verticalmente.
- Mejorar la orientación hasta lograr el Eg más alto posible. Para encontrar la orientación óptima es posible oscurecer parcialmente y progresivamente el reflector y repetir la orientación. Si la distancia entre el sensor y el reflector es pequeña, la mancha luminosa que cae en el reflector puede ser inferior a las dimensiones del mismo y, por tanto, tal vez sea necesario que caiga en una zona central, en la que no existen defectos, marcadores o tornillos de fijación. Si no es posible lograr como mínimo Eg=2, asegurarse de que se ha elegido el par correcto sensor/reflector para la distancia de trabajo adoptada.
Si los objetos a detectar son opacos y de grandes dimensiones, asegurarse de que el potenciómetro está al máximo y fijar el sensor de un modo definitivo; si, a se vez, los objetos a detectar son pequeños y no son perfectamente opacos, continuar.
- Una vez lograda la orientación perfecta con Eg>2, girar el potenciómetro con sentido antihorario hasta lograr la condición Eg<2, y luego girarlo en sentido horario hasta lograr Eg≥2. Identificar esta posición del potenciómetro como A. esta posición permite trabajar de modo óptimo para detectar con igual presición vacíos y llenos de idénticas dimensiones y materiales semitransparentes, con un discreto margen de seguridad.
- A continuación, colocar el objeto a interceptar en el eje óptico o hacerlo deslizar y asegurarse de que el sensor conmuta (Eg<1). Si no se produce, significa que el objeto a detectar es demasiado transparente o demasiado pequeño y se deberá trabajar (si el entorno lo permite) con márgenes de señal inferior a 2. En este caso, con el objeto todavía insertado, girar el potenciómetro en sentido antihorario hasta lograr un Eg<1. Memorizar esta posición como B y luego colocar el potenciómetro en un punto intermedio entre A y B. comprobar atentamente el funcionamiento en las condiciones de trabajo reales, dado que esta posición es vital y luego fijar definitivamente el sensor.
Tipo R sin regulación
- Montar el reflector de modo que la superficie de éste sea perpendicular al eje óptico. Montar el sensor de modo estable pero no definitivo empleando, si es posible, los soportes suministrados y posicionándolo preferiblemente con el eje de unión de las ópticas perpendicular a la dirección de movimiento del objeto. Orientar el sensor de modo que el eje óptico quede en la dirección del reflector. Si el material a detectar tiene una superficie brillante muy reflectora y se ha empleado un modelo no polarizado, es preciso realizar la instalación de modo que el eje óptico quede inclinado respecto a la superficie del material.
- Asegurarse que la tensión de alimentación y la carga está dentro de los límites establecidos y conectar el sensor.
- Ajustar el potenciómetro al máximo girándolo en sentido horario. A continuación, colocar el sensor para obtener primero las condiciones mínimas de funcionamiento (conmutación de la salida) y luego las condiciones de máximo Eg. Si la luz emitida es visible es posible ver la luz reflejada observando el reflector desde una posición paralela al eje óptico.
En aquellos casos en los cuales la orientación sea vital y si la luz emitida no es visible, para investigar el punto de conmutación (Eg=1) emplear una arista de la carcasa del sensor para apuntar hacia el reflector. Acto seguido, realizar una exploración normal moviéndose de forma continua de derecha a izquierda y oscilando verticalmente.
- Para mejorar la orientación hasta lograr un elevado Eg es posible oscurecer parcial y progresivamente el reflector y repetir la orientación: se logra Eg=2 cuando la salida conmuta oscureciendo ½ de la superficie activa del reflector. Si la distancia entre el reflector y el sensor es pequeña, la mancha luminosa que cae en el reflector puede ser inferior a las dimensiones del mismo y, por consiguiente, puede ser necesario de asegurarse de que cae en una zona central, sin defectos, marcadores o tornillos de fijación. Si no es posible lograr como mínimo Eg=2, asegurarse de que se ha elegido el par sensor/reflector correcto para la distancia de trabajo adoptada.
Si los objetos a detectar son opacos y de grandes dimensiones, asegurarse de que se ha obtenido un Eg>2 y fijar el sensor de modo definitivo. Si, a su vez, los objetos a detectar son pequeños y no perfectamente opacos, continuar.
- Una vez lograda la orientación perfecta con un Eg>2, intentan lograr un Eg=2 oscureciendo parcialmente el reflector o sustituyéndolo por uno más pequeño e identificar la zona del reflector como A.
Esta posición permite trabajar de modo óptimo para detectar con igual presición vacíos y llenos de idénticas dimensiones y materiales semitransparentes, con un discreto margen de seguridad.
- A continuación, colocar el objeto a interceptar en el eje óptico, o deslizarlo y asegurarse de que el sensor conmuta con normalidad (Eg<1). Si esto se produce, fiar de manera definitiva las partes y, si no se produce, quiere decir que el objeto interceptado es demasiado transparente o demasiado pequeño y se deberá trabajar (si el entorno lo permite) en condiciones muy críticas como márgenes de señales inferiores a 2. En este caso con el objeto todavía insertado, oscurecer más el reflector hasta obtener Eg<1. Memorizar esta condición de oscurecimiento del reflector como B y, acto seguido, restablecer una zona de reflector intermedia entre A y B. Asegurarse de que el sensor conmuta con normalidad. Si esto se produce, fijar de modo definitivo las piezas.
Tipo T con regulación
Ante todo, es preciso seleccionar correctamente el tipo de par emisor/receptor y la distancia de trabajo en función del material a detectar (objetos pequeños o grandes, opacos o semitransparentes) y del grado de suciedad presente en el entorno (véase curvas de Eg).
a) Con objetos grandes y completamente grandes y completamente opacos o para interceptar objetos se recomienda maximizar el margen de señal (Eg>2) manteniendo la sensibilidad al máxima. Si el entorno es polvoriento es preciso trabajar con amplios márgenes de Eg (3-10) empleando distancia inferiores a Sa.
b) Para detectar objetos pequeños se recomienda mantener un Eg=2. El diámetro del objeto mínimo interceptable en este caso corresponde a ½ del diámetro activo de las ópticas. Si es necesario interceptar diámetros más pequeños, estudiar las oportunidades de la utilización de obturadores, que pueden suministrase como accesorios. Como es lógico, trabajando con pequeños márgenes de señal, el entorno de trabajo debe poseer un grado de limpieza tal que no se vea comprometida la estabilidad del ajuste.
c) Si los objetos a interceptar están próximos a superficies brillantes paralelas al eje óptico, es preciso tener en cuanta la posibilidad de que el objeto sea saltado por las reflexiones en la superficie brillante de los rayos periféricos. En este caso, emplear modelos con haz estrecho.
- Montar el sensor de manera estable pero no definitiva, utilizando si es posible, los soportes incluidos en el suministro. Orientar el sensor de modo que los ejes ópticos coincidan.
- Asegurarse de que tensión de alimentación y la carga están dentro de los límites establecidos y conectar el sensor. Asegurarse de que está incluida la función de prueba, si existe.
- Ajustar el potenciómetro del reflector al máximo girándolo en sentido horario. Seleccionar la potencia de emisión más alta. Si la luz emitida es visible, colocar sobre el receptor una hoja de papel reflectante y observar la luz reflejada por detrás del emisor más próximo posible al eje óptico. A continuación, orientar el emisor para obtener la máxima luminosidad reflejada. Si la luz emitida no es visible, orientar el emisor empleando una arista de la carcasa para apuntar hacia el receptor.
- Mover el receptor y orientarlo con la máxima presición hacia el emisor. Realizar una exploración normal moviéndose de modo continuo de derecha a izquierda y oscilando verticalmente hasta que no se obtenga la conmutación de salida (Eg≥1).
- A continuación, mejorar la orientación hasta alcanzar el Eg más alto posible. Para obtener la orientación óptima es posible oscurecer parcial y progresivamente la óptica del receptor. Si no es posible lograr como mínimo Eg=2, asegurarse de que se ha elegido el par correcto para la distancia de trabajo adoptada. Si los objetos a detectar son opacos y de grande dimensiones, asegurarse de que el potenciómetro está al máximo y fijar el sensor de modo definitivo. Si, a su vez, los objetos a detectar son pequeños y no perfectamente opacos, continuar.
- Una vez lograda la perfecta orientación con Eg≥2, girar el potenciómetro en sentido antihorario, hasta lograr la condición Eg<2, y luego girar en sentido horario hasta lograr Eg≥2. Identificar esta posición del potenciómetro como A. Esta posición permite trabajar de modo óptimo para detectar con igual presición vacíos y llenos de idénticas dimensiones y materiales semitransparente, con un discreto margen de separación.
- A continuación, colocar el objeto a interceptor en el eje óptico o deslizarlo y asegurarse de que el sensor conmuta (Eg<1). Si esto no se produce, significa que el objeto a interceptar es demasiado transparente o demasiado pequeño y se deberá trabajar (si el entorno lo permite) con márgenes de señal inferiores a 2. En este caso, con el objeto todavía insertado, girar el potenciómetro en sentido antihorario hasta lograr un Eg<1. Memorizar esta posición como B y luego colocar el potenciómetro en un punto intermedio entre A y B. Comprobar con sumo cuidado el funcionamiento en las condiciones de trabajo reales ya que esta posición es crítica y luego fijar definitivamente los sensores.
Tipo T sin regulación
- Montar el sensor de manera estable pero no definitiva, utilizando si es posible, los soportes incluidos en el suministro. Orientar el sensor de modo que los ejes ópticos coincidan.
- Asegurarse de que tensión de alimentación y la carga están dentro de los límites establecidos y conectar el sensor. Asegurarse de que está incluida la función de prueba, si existe.
- Ajustar el potenciómetro del reflector al máximo girándolo en sentido horario. Seleccionar la potencia de emisión más alta. Si la luz emitida es visible, colocar sobre el receptor una hoja de papel reflectante y observar la luz reflejada por detrás del emisor más próximo posible al eje óptico. A continuación, orientar el emisor para obtener la máxima luminosidad reflejada. Si la luz emitida no es visible, orientar el emisor empleando una arista de la carcasa para apuntar hacia el receptor.
- Mover el receptor y orientarlo con la máxima presición hacia el emisor. Realizar una exploración normal moviéndose de modo continuo de derecha a izquierda y oscilando verticalmente hasta que no se obtenga la conmutación de salida (Eg≥1).
- A continuación, mejorar la orientación hasta alcanzar el Eg más alto posible. Para obtener la orientación óptima es posible oscurecer parcial y progresivamente la óptica del receptor. Si no es posible lograr como mínimo Eg=2, asegurarse de que se ha elegido el par correcto para la distancia de trabajo adoptada. Si los objetos a detectar son opacos y de grande dimensiones, asegurarse de que el potenciómetro está al máximo y fijar el sensor de modo definitivo. Si, a su vez, los objetos a detectar son pequeños y no perfectamente opacos, continuar.
- Una vez lograda una orientación perfecta, con sensores tipo T sin regulación, el único medio para reducir Eg es obturar parcialmente las ópticas con un diafragma realizado en el momento, utilizando los accesorios previstos para el modelo de uso. Por tanto, aplicar un diafragma que permita obtener Eg=2, indicado por el hecho de que oscureciendo ½ del agujero se produce la conmutación de la salida. Esta posición permite trabajar de modo óptimo para detectar con igual presición vacíos y llenos de idénticas dimensiones y materiales semitransparente, con un discreto margen de separación.
- Comprobar detenidamente el funcionamiento en las condiciones de trabajo reales y luego fijar definitivamente los sensores.
Tipo D de supresión de fondo
Para sensores tipo D de supresión es necesario que la distancia de trabajo sea compatible con la capacidad de distinción entre el primer plano y fondo. A la máxima distancia de trabajo, la capacidad de distinción es la peor.
- Montar el sensor de modo estable pero no definitivo a una distancia no superior a Sa del objeto a detectar. El eje de unión de las ópticas debe ser perpendicular a la dirección de desplazamiento del objeto.
- Asegurarse de que la tensión de alimentación y la carga están dentro de los límites establecidos y alimentar el sensor.
- Colocar el objeto a detectar y asegurarse de que el eje óptico está perpendicular a superficie (en el caso de objetos muy reflectantes, inclinar el sensor algunos grados para evitar la reflexión especular). Suponer las condiciones más desfavorables (objeto o parte del objeto más pequeña o más gruesa, de color más oscuro o superficie más brillante, con mayor inclinación).
- Ajustar el tornillo de regulación para detectar el objeto y afinar la regulación para lograr que se cumple Eg=2 (observar el LED indicador de Eg). Identificar esta posición como A.
- Extraer el objeto para que quede visible el fondo. El sensor debe presentar la función Eg<1. Si no es así, significa que el fondo está demasiado próximo o que es demasiado reflectante y no es posible mantener la actual distancia de trabajo. Si es posible, disminuir la distancia de trabajo y reiniciar el ajuste. Una vez alcanzada la condición Eg<1 son objeto, con el fondo no detectado, es preciso asegurarse de que el fondo no está visible con un buen margen de seguridad: girar el tornillo de regulación en sentido horario hasta lograr que se cumpla Eg=1 (el fondo se hace visible). Identifica estar posición como B.
- Ajustar el potenciómetro un punto intermedio entre A y B.
- Fijar definitivamente los componentes y comprobar de nuevo todo el sistema.
Conexiones eléctricas
- Los cables de conexión del sensor no deben presentar un trazado común a otros cables de potencia.
- Asegurarse de que la tensión de alimentación no puede rebasar los límites especificados por UB. En los sensores c.c. se emplea una tensión no estabilizada. Comprobar el valor de pico de tensión de la alimentación en el caso de absorción mínima. Verificar, además, el valor mínimo y la amplitud de la ondulación residual teniendo en cuenta la absorción máxima. En el caso que la misma tensión se emplee para controlar cargas inductivas de potencia. Prever la aplicación de un dispositivo superior de energía adecuada. Los dispositivos superiores pueden garantizar la protección contra errores de conexión de la alimentación que tendrán consecuencias catastróficas para todos los sensores de la máquina. En los sensores c.a. debe estudiarse de que la posibilidad de la presencia de elevados impulsos de tensión que, si rebasan la energía máxima admisible, pueden determinar la rotura del sensor. La aplicación d un dispositivo supresor de energía adecuada, aumenta la fialidad de la máquina. Prever siempre la aplicación de un fusible en la línea d alimentación aun cuando se empleen alimentadores estabilizados.
- Asegurarse de que la carga utilizada es compatible con tipo de salida. La corriente absorbida por la carga no debe rebasar el valor expresado por Ie y no puede ser inferior a Im. La tensión de excitación de la carga no debe ser inferior a la tensión de alimentación mínima manos Ud. La intensidad de desexitación de la carga deber ser mayor a Ir. En caso de interconexión con estradas lógicas, verificar la compatibilidad entre VIL/Ud. El control de lámparas de incandescencia puede provocar la actuación de la protección contra cortocircuitos; si es necesario, prever medios de reducción de la intensidad de encendido de la lámpara. En el control de cargas inductivas en c.c. asegurar que la inductividad de la carga en L en heríos no supera el valor obtenido con la fórmula y que el número de maniobras con esta L es de cómo máximo 6/min (categoría A13
L = 2Ue² * 10ˉ³
En el control de contactores de potencia en c.a., asegurarse de que la carga no establece un cosφ<0.3 y la intensidad de arranque no es superior al valor 6Ie durante un tiempo >20ms con un número máximo de maniobras de 6/min (categoría A140).
En el control de cargas capacitativas en c.c. no rebasar el valor indicado en las especificaciones de producto para evitar la actuación de la protección contra cortocircuitos. Se recuerda que algunas entradas de tarjetas lógicas o temporarizadores pueden llevar incorporada una carga mixta RC. Si la corriente transitoria de arranque provoca la actuación de la protección, es posible eliminar el problema insertando una serie con la entrada una resistencia de 100-300Ω. Si es necesario emplear cables de conexión muy largos, tener en cuenta el efecto de la capacidad de cables (150pF/m).
Conexión en paralelo y serie
La conexión en paralelo se realiza conectando entre si aquellos bornes que tienen idénticas funciones de dos o más sensores y las respectivas salidas a la carga. Pueden realizarse lógicas OR en caso de salidas NO (la carga se activará aun cuando esté activado solo uno de los sensores) y NAND en el caso de las salidas NC (la carga se desactivará únicamente si están activados todos los sensores). En la conexión en paralelo, el dato que se ha de respetar para la carga es que la intensidad residual Ir (suma de las intensidades residuales de los distintos sensores) se mantenga inferior a la intensidad de desexitación. En los modelos que no son de colector abierto, se recomienda conectar un diodo en serie con la salida para mantener independiente la indicación del LED interno del sensor. La conexión en serie se realizará alimentando el sensor conectado antes. En este caso, el dato que debe cumplir la carga es que la tensión disponible para excitar la carga, menos las caídas de tensión individuales que se suman, sea mayor que la máxima necesaria. No se recomienda la conexión en serie ya que el sensor conectado después, no responde hasta que ha rebasado el tiempo de respuesta a cero inicial: la frecuencia de conmutación máxima disminuye notablemente. De cualquier modo, siempre es posible realizar circuitos paralelos equivalentes a los de serie empleando el estado de salida complementario. En el caso de que sea suficiente conectar en serie solo dos sensores resulta ventajoso emplear dos sensores con tipos de salida diferentes (PNP/NPN) con la carga conectada entre las dos salidas. Esta misma conexión puede realizarse también con los sensores c.a. de 3 hilos, invirtiendo la conexión de los hilos de alimentación. En el caso de que sea necesario realizar numerosas conexiones serie/paralelo con complejas funciones lógicas se recomienda emplear sensores con circuitos de salida DECOUT® (DECoupled OUTput). De este modo, es posible realizar conexiones de serie y de paralelo prácticamente sin limitación alguna, teniendo disponibles contactos estáticos sin potencial de referencia programable NO o NC.
Compatibilidad electromagnética, Inmunidad a los transitorios rápidos
Todos nuestros dispositivos tanto como en c.c. como en c.a. se han ensayado conforme a la normativa EN61000-4-4 de 1995. El nivel de tensión de ensayo adoptado, si no se especifica lo contrario, es de 2KV con acoplamiento capacitativo. El criterio de análisis de las prestaciones durante el ensayo es: El dispositivo debe continuar en funcionamiento manteniendo un nivel mínimo de prestaciones aun cuando existan perturbaciones. Salvo si se especifica lo contrario, en cuanto a nivel mínimo de prestaciones, se entiende que el dispositivo no debe presentar conmutaciones incorrectas de estado o que cualesquiera posibles conmutaciones no tendrán una duración superior a 1ms para los dispositivos c.c y a media onda para los dispositivos c.a. Todos los dispositivos se ensayan bien con la salida en estado activado o bien con la salida en estado desactivado: los dispositivos de tipo fotoeléctrico se ensayan de modo que la señal recibida sea mayor que por lo menos dos veces el umbral d actuación y menor que por lo menos la mitad del umbral de actuación.
Inmunidad a las cargas electroestáticas
Todos nuestros dispositivos tanto en c.c. como en c.a se han ensayado conforme a la normativa EN61000-4-2 de 1995. Los niveles de ensayos adoptados son los siguientes:
4KV con descarga por tanto para los dispositivos con las cargas metálicas, 8KV con descarga en aire para dispositivos con carcasa de plástico. El criterio de análisis de las prestaciones durante el ensayo es el B: El dispositivo, al final de la perturbación, debe funcionar correctamente sin necesidad de intervenir para rearmarlo.
Inmunidad a los campos electromagnéticos irradiados
Todos nuestros dispositivos se han ensayado conforme a la normativa ENV50140 de 1994. Los niveles de ensayo adoptados, si no se especifica lo contrario, son los siguientes:
Banda 80MHz-1GHz 3V/m con modulación AM 1 KHz 80%. El criterio de análisis de las prestaciones durante el ensayo es: El dispositivo debe continuar en funcionamiento manteniendo un nivel mínimo de prestaciones aun cuando existan perturbaciones. Salvo si se especifica lo contrario, en cuanto a nivel mínimo de prestaciones, se entiende que el dispositivo no debe presentar conmutaciones incorrectas de estado o que cuales quiera posibles conmutaciones no tendrán una duración superior a 1ms para los dispositivos c.c y a media onda para los dispositivos c.a. Todos los dispositivos se ensayan bien con la salida en estado activado o bien con la salida en estado desactivado: los dispositivos de tipo fotoeléctrico se ensayan de modo que la señal recibida sea mayor que por lo menos dos veces el umbral d actuación y menor que por lo menos la mitad del umbral de actuación.
Emisiones irradiadas
Todos nuestros dispositivos se han ensayado según la normativa EN55022 clase B en 1986.
Emisiones conducidas
Todos nuestros dispositivos de c.a se han ensayado según la normativa EN55022 clase B en 1986. |
