Un sensor fotoeléctrico o fotocélula es
un dispositivo electrónico que responde al cambio en la intensidad de la luz.
Están diseñados especialmente para la detección, clasificación y posicionado de
objetos; la detección de formas, colores y diferencias de superficie, incluso
bajo condiciones ambientales extremas.
Existen 3 tipos de sensores fotoeléctricos:
- Barrera de luz
- Reflexión sobre espejo (Reflectivos)
- Reflexión sobre objetos (Difusos)
Barrera de luz
Las barreras tipo emisor-receptor están compuestas de dos partes,
un componente que emite el haz de luz, y otro componente que lo recibe. Se
establece un área de detección donde el objeto a detectar es reconocido cuando
el mismo interrumpe el haz de luz. Debido a que el modo de operación de esta
clase de sensores se basa en la interrupción del haz de luz, la detección no se
ve afectada por el color, la textura o el brillo del objeto a detectar. Estos
sensores operan de una manera precisa cuando el emisor y el receptor se
encuentran alineados.
Ventajas e Inconvenientes
La luz solo tiene que atravesar el espacio de trabajo una
vez, por lo que se favorecen grandes distancias de funcionamiento, hasta 60
metros.
Son apropiadas para condiciones ambientales poco favorables,
como suciedad, humedad, o utilización a la intemperie, así como independientemente
del color del objeto realiza una detección precisa del objeto.
La instalación se ve dificultada por tener que colocar dos
aparatos separados y con los ejes ópticos alineados de manera precisa y
delicada, ya que el detector emite en infrarrojos.
Además de la
imposibilidad de que los objetos sean transparentes.
Precauciones de montaje
A la hora del montaje hay que tener en cuenta las
superficies reflectantes cercanas a los dispositivos, provocando un mal
funcionamiento de la fotocélula. También hay que tener en cuenta las posibles
interferencias mutuas por la cercanía de varios de estos dispositivos, además
de controlar los ambientes sucios, ya que la suciedad afecta negativamente en
la lente emisora.
Reflexión sobre espejo (Reflectivos)
Tienen el componente emisor y el componente receptor en un
solo cuerpo, el haz de luz se establece mediante la utilización de un reflector
catadióptico. El objeto es detectado cuando el haz formado entre el componente
emisor, el reflector y el componente receptor es interrumpido. Debido a esto,
la detección no es afectada por el color del mismo. La ventaja de las barreras
réflex es que el cableado es en un solo lado, a diferencia de las barreras
emisor-receptor que es en ambos lados. Hay dos tipos de fotocélulas de
reflexión sobre objeto, las de reflexión difusa y las de reflexión definida.
Ventajas e Inconvenientes
En estas fotocélulas el haz de luz recorre dos veces la
distancia de detección, con lo cual las distancias de trabajo que se consiguen
son medias (de unos 15 metros). El espejo es fácil de instalar, y no se
necesita cableado hasta el mismo, por lo que solo hay que cablear un detector.
Además de ser válidos para detección de objetos opacos, también cubren
eficientemente aplicaciones con detección de objetos con cierto grado de
transparencia. El problema más llamativo es que el objeto a detectar tiene que
ser mayor que el espejo y, a ser posible, no reflectante, además de que la
alineación tiene que ser precisa.
Precauciones de montaje
Un objeto con superficie reflectante puede provocar errores
de detección. esto se puede evitar haciendo que la reflexión del objeto a
detectar no tenga la misma inclinación que el haz del detector.
Reflexión sobre objeto
La luz infrarroja viaja en línea recta, en el momento en que
un objeto se interpone el haz de luz rebota contra este y cambia de dirección
permitiendo que la luz sea enviada al receptor y el elemento sea censado, un
objeto de color negro no es detectado ya que este color absorbe la luz y el
sensor no experimenta cambios.
Reflexión difusa
En las fotocélulas de reflexión difusa sobre el objeto el
emisor lanza un haz de luz; los rayos del haz se pierden en el espacio 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 y se
cambia así la señal de salida de la fotocélula.
Reflexión definida
La reflexión en la superficie del objeto a detectar por las
fotocélulas de reflexión definida normalmente es de carácter difuso, como en
los sensores de reflexión difusa, o sea que los rayos reflejados salen sin una
trayectoria determinada. Esto es muy importante, para no caer en la falsa idea
de que la diferencia respecto a los sensores de reflexión difusa está en el
tipo de reflexión; lo está en el tipo de óptica empleada. En las fotocélulas de
reflexión definida la fuente de luz está a una distancia mayor que la distancia
focal, por lo que el haz converge a un punto del eje óptico
Ventajas e Inconvenientes
Las fotocélulas de reflexión sobre objeto se componen
únicamente de un emisor y un receptor montados bajo una misma carcasa, por lo
que el montaje es sencillo y rápido. En estas fotocélulas el haz de luz recorre
dos veces la distancia de detección y además el objeto puede ser de
reflectividad baja, por lo que sólo se consiguen distancias de detección
pequeñas (por lo general menos de un metro.
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