Detección y medición sin contacto (Parte II)

En la primera parte del artículo introduje los sensores de proximidad y medición de distancias, englobando inductivos, capacitivos y ultrasónicos. Voy a introducir ahora los sensores fotoeléctricos, también conocidos como sensores ópticos. Dichos sensores sirven también para la detección de piezas y la medición de la distancia del sensor a la pieza, pero como veremos, su utilidad es mucho más amplia, existen muchas variantes de la tecnología que permiten funciones más sofisticadas como la detección del contraste, la detección de brillos y colores y la medición de gruesos.

Sensores fotoeléctricos (o fotocélulas)

Englobo dentro de este grupo los sensores cuyo principio de funcionamiento se basa en la detección de un cambio en la cantidad de luz que es reflejada o bloqueada por el objeto que se desea detectar. Las posibilidades de uso son amplias, pues dicho cambio puede ser producido por la presencia del objeto, por su ausencia, por su color, por un cambio de tamaño, por su forma o por su reflectividad.

Las características inherentes a la tecnología son:

• Se pueden usar sobre materiales de todos tipos, inmunes a perturbaciones electromagnéticas.
• Alta velocidad de respuesta.
• Grandes distancias de detección.

Barreras fotoeléctricas

Emiten y reciben un haz de luz (led visible, led infrarrojo o láser). La detección se basa en la interrupción del haz luminoso provocada por el objeto a detectar. Permiten la detección de objetos opacos sin importar su forma, color o material.

Configuración UNIDIRECCIONAL

La fuente de luz y el fotodetector se sitúan en extremos separados, montados sobre un mismo eje. Alcance de hasta 50m. con luz LED y 200m. con láser.

Configuración REFLEX

Emisor y receptor alojados en una misma carcasa. Se utiliza un espejo reflector para devolver al receptor la luz emitida. La facilidad de montaje del espejo permite ahorrar cableado. La luz hace recorrido doble por lo que se alcanzan distancias inferiores de sensado.

Sensores de detección directa

Emisor y receptor forman una unidad. El sensor se acciona cuando una cantidad de luz suficiente es reflejada por el objeto y regresa al receptor. La luz recorre dos veces la distancia de detección y además el objeto puede ser de reflectividad baja por lo que sólo se consiguen distancias pequeñas de detección.

Reflexión DIFUSA

Emisión de un haz luminoso cuyos rayos se pierden si no hay objeto, pero cuando hay presencia de objeto la superficie de éste produce una reflexión difusa de la luz, parte de la cual incide sobre el receptor.

Reflexión DEFINIDA o FOCALIZADA

Mediante el uso de una óptica se focaliza en un punto el haz emitido. El receptor también está focalizado hacia el mismo punto por lo que detectará solo rayos que provengan de dicho punto. Permiten mayor precisión en la detección. Algunos presentan un ajuste en la distancia de detección permitiendo la detección sólo a una distancia fija.

Detectores de LUMINISCENCIA

Son sensores de reflexión definida. Se utiliza una fuente de luz ultravioleta (UV) que provoca la reacción de los pigmentos luminiscentes del objeto. La luz reflejada en el pigmento es evaluada por el receptor dando una señal.

Detectores de BRILLO

De nuevo son sensores de reflexión definida. El receptor es capaz de detectar el cambio en el tipo de reflexión que sucede de acuerdo con el brillo del objeto. Son muy útiles (por ejemplo, detección de grasa) puesto que la detección de brillos es un tema complicado incluso mediante sistemas de visión artificial.

Detectores de COLOR

Sensores de reflexión definida que utilizan fuentes de luz de diferente color (rojo, azul o verde) y aprovechan las propiedades de absorción/reflexión de los diferentes colores del espectro.

Fibra óptica

Las fibras ópticas son guías de ondas de luz que provocan muy bajas pérdidas y son capaces de ir desviando el haz luminoso mediante reflexiones sucesivas.
Su gran flexibilidad y pequeño tamaño hacen que sean adecuadas para el uso en lugares donde se debería colocar una fotocélula, pero no se puede (complicaciones en su instalación: pequeño tamaño del lugar, difícil acceso,…). La emisión y recepción de luz, se separan del propio sensor mediante cabezales flexibles. Se pueden proteger para que resistan altas temperaturas. Se utilizan principalmente en los sensores de tipo barrera o reflexión de luz directa.