Sensor fotoeléctrico con supresión de fondo

Un sensor fotoeléctrico detecta un objeto poniendo luz en el espacio por el que ese objeto va a pasar y observando la luz que vuelve o la que deja de llegar. En una línea de producción eso lo convierte en el sensor para comprobar la presencia de una pieza, contarla, detectar el final de carrera y confirmar posiciones de resguardo, y suele ser la forma más sencilla de responder a una pregunta de sí o no sobre la posición.

Los sensores de esta página son unidades rectangulares con una fuente de LED rojo, en tres modos de detección: difuso con supresión de fondo, de barrera y reflexivo. Las distancias van de 100 mm en el modelo difuso más pequeño a 15 m en la pareja de barrera. Las salidas son de colector abierto NPN o PNP, el tiempo de respuesta es de 1 ms o menos y la carcasa está sellada según IP67, que es lo que permite montar uno en una máquina y no dentro de una envolvente.

La supresión de fondo es la característica que decide si el sensor puede usarse en una línea mixta. Fija el punto de conmutación por dónde está el objeto y no por cuánta luz devuelve, así que una pieza negra y una blanca se detectan con el mismo ajuste y un bastidor de máquina situado detrás no dispara el sensor.

Cómo funciona la supresión de fondo

Un sensor difuso sin supresión de fondo mide cuánta luz vuelve. Un objetivo blanco más lejano y un objetivo gris más cercano pueden devolver la misma cantidad, y un bastidor metálico brillante detrás del objetivo puede devolver más que el propio objetivo, así que el sensor conmuta con lo que más brilla y no con lo que está más cerca. La solución habitual es acercar el sensor o sombrear el fondo, y ambas cosas cambian la máquina y no el ajuste.

Un sensor con supresión de fondo mide de dónde viene la luz, en lugar de cuánta ha llegado. El emisor y el receptor miran al objetivo desde ángulos ligeramente distintos, así que la posición del punto que vuelve sobre el receptor depende de la distancia al objetivo. El sensor compara las dos señales y conmuta a una distancia que se ha fijado, con independencia de cuán reflectante sea el objetivo. Por eso el mismo ajuste detecta una pieza negra mate y otra blanca brillante, y por eso un objeto situado detrás del punto de conmutación se ignora aunque refleje mucho.

Los tres modos de detección se diferencian en lo que ponen en el hueco. Un sensor difuso trabaja solo. Un sensor reflexivo envía un haz a un reflector y detecta el objeto cuando el haz se interrumpe, lo que necesita un reflector enfrente pero un solo cable. Una pareja de barrera coloca el emisor y el receptor en extremos opuestos y detecta cuando se interrumpe el haz entre ambos, lo que da la distancia más larga y la detección más fiable a cambio de cablear los dos extremos.

Cómo elegir el sensor adecuado

Empiece por la distancia entre el sensor y la pieza. Esa sola cifra separa los modelos más que ninguna otra: los difusos cubren 100, 300, 500 y 900 mm, el modelo de haz lineal cubre 125 mm, el reflexivo llega a 6 m y la pareja de barrera llega a 15 m.

Después decida el modo a partir de la geometría. Un sensor que mira hacia abajo a una pieza sobre una cinta transportadora usa un modelo difuso y no necesita nada al otro lado. Un sensor que mira a lo ancho de un lecho de rodillos donde una pieza no es lo bastante alta para dar una reflexión fiable usa una pareja de barrera. Un sensor que tiene que salvar varios metros con un solo tendido de cable usa el modo reflexivo con un reflector en el extremo opuesto.

Después ajuste la salida al controlador. Una salida NPN deriva la corriente hacia 0 V y es compatible con una entrada que también conmuta a masa; una salida PNP entrega la corriente desde la alimentación positiva y es compatible con una entrada que espera tensión positiva. La corriente máxima de salida es de 100 mA, suficiente para una entrada de controlador y no para una lámpara ni una válvula.

Por último, considere el entorno. IP67 cubre salpicaduras y polvo, pero no la inmersión continua ni el lavado a alta presión. Se tolera una luz ambiente de hasta 3000 lx procedente de una fuente incandescente, así que la luz solar directa o una lámpara de gran potencia sobre la cara de detección son un caso para sombrear o para cambiar el ángulo de montaje. El ajuste de sensibilidad es un potenciómetro en los modelos difusos y un pulsador en los demás, lo que importa cuando el ajuste tiene que modificarse durante un cambio de formato y no en la puesta en marcha.

Limitaciones y puntos por confirmar

Las distancias de detección de los modelos difusos se declaran sobre un objetivo blanco mate con una reflectancia del 90 %. Un objetivo oscuro, rugoso o inclinado devuelve menos luz, así que la distancia utilizable es más corta que la publicada y el ajuste práctico debe dejar margen. El error en el otro sentido es un objetivo brillante, que puede devolver luz suficiente desde un ángulo como para ser detectado fuera del punto de conmutación previsto.

Dos variantes difusas aparecen en los planos por modelo del material suministrado pero no en la tabla de distancias ni en la tabla resumen, así que su disponibilidad y su especificación completa quedan abiertas. Se nombran en esta página con esa salvedad en lugar de omitirlas, porque un comprador que haya visto los planos no tendría de otro modo forma de situarlas.

Los diámetros de punto se publican con la distancia de trabajo a la que se midió cada uno, y esas distancias difieren entre modelos. Las cifras no pueden compararse directamente: un punto pequeño medido a 300 mm y un punto mayor medido a 50 mm describen cosas distintas sobre cuán concentrado está el haz.

Por último, el material no indica si la acción de la salida puede cambiarse en el emplazamiento o queda fijada al pedir la unidad. Para una línea en la que el mismo sensor se usa a la vez en disposición abierta y cerrada, conviene confirmarlo antes del pedido y no en la puesta en marcha.