O que é um sensor fotoelétrico
Um sensor fotoelétrico detecta um objeto ao projetar luz no espaço onde o objeto estará e observar o que retorna ou o que deixa de chegar. Em uma linha de produção, isso faz dele o dispositivo para verificar presença de peça, contar, detectar bordas e posições de proteção, e costuma ser o jeito menos dispendioso de responder a uma pergunta de sim ou não sobre posição.
Difere de um sensor indutivo ou capacitivo em um ponto que define tanto sua força quanto sua fraqueza. Não há campo a ser amortecido, então quase qualquer material pode ser detectado, a distâncias que um sensor indutivo não alcança, e um objeto transparente ou uma marca impressa pode ser distinguido tão bem quanto um sólido. O mesmo caminho óptico que torna isso possível é o que pó, névoa, jateamento de água e uma linha de visão bloqueada interrompem.
A seleção depende de quatro perguntas: onde o sensor pode ser montado em relação ao objeto, o que é o objeto e quanta luz ele retorna, como é o fundo atrás dele e o que a entrada do controlador espera. A segunda e a terceira dessas perguntas são o que separa os modos de detecção, e não apenas a distância de detecção.
Como um sensor fotoelétrico mede
Os modos de detecção diferem no destino da luz, e cada um responde a um problema diferente. Um sensor no modo difuso simples emite luz e comuta quando parte suficiente dela retorna, o que não exige nada do lado oposto do objeto, mas faz o ponto de comutação depender de quanto o objeto reflete. Um sensor fotoelétrico com supressão de fundo identifica de onde veio a luz, e não quanta chegou, aproveitando os ângulos diferentes sob os quais o emissor e o receptor veem o objeto; por isso comuta por distância e pode ser ajustado para ignorar o que está atrás do alvo.
Um sensor retrorreflexivo envia um feixe a um refletor e detecta o objeto quando o feixe é interrompido, o que exige apenas um lançamento de cabo e uma posição de montagem, mas um refletor em frente. Um par de barreira coloca emissor e receptor em extremidades opostas e detecta quando o feixe entre eles é interrompido, o que dá o maior alcance e a detecção mais confiável, ao custo de passar fiação e alinhar as duas pontas. Nos dois últimos casos o caminho óptico é fixo, de modo que o ponto de comutação não depende nada do objeto.
O que limita os quatro modos na prática é o contraste entre o objeto e o entorno. Um objeto refletivo pode devolver mais luz em um ângulo do que um objeto de superfície difusa devolve frontalmente, e um objeto escuro devolve muito pouco, de modo que um ponto de comutação ajustado em uma peça pode não valer para outra. A estrutura da máquina, a correia de uma esteira ou uma proteção brilhante atrás do objeto podem contribuir com mais luz refletida do que o próprio objeto, e é esse o problema que a supressão de fundo existe para resolver, e o motivo pelo qual um sensor difuso simples às vezes não consegue funcionar de jeito nenhum em determinada instalação.
Opções de configuração
Grande parte da especificação é definida por essas decisões, e não pela classe de exatidão. Cada uma restringe a seguinte, e por isso elas são resolvidas em ordem.
| Configuração | Opções a definir | O que isso decide de fato |
| Modo de detecção | Difuso, difuso com supressão de fundo, retrorreflexivo, barreira | O que precisa ser montado do lado oposto do objeto e se o ponto de comutação depende do objeto ou de um caminho óptico fixo. |
| Distância de detecção | De poucos milímetros a vários metros, conforme o modo | Onde o sensor pode ser montado. O valor publicado é medido contra um alvo de referência, de modo que a distância de trabalho é menor com um objeto escuro ou rugoso. |
| Fonte de luz e tamanho do ponto | Vermelho visível ou infravermelho, e o diâmetro do ponto na distância de trabalho | Se o feixe pode ser dirigido e qual o menor objeto detectável com confiabilidade. Pontos especificados para distâncias diferentes não são diretamente comparáveis. |
| Tipo de saída | PNP, NPN ou uma saída analógica em alguns modelos | Como o sensor se conecta à entrada do controlador e se o valor é um limite ou uma medição. |
| Função da saída | Normalmente aberta, normalmente fechada ou comutável | O que o controlador vê quando não há objeto presente, o que é uma decisão de cabeamento, não de preferência. |
| Ajuste de sensibilidade | Potenciômetro de uma volta, ensino por botão ou ajuste fixo | Como o ponto de comutação é definido no local e se pode ser redefinido depressa durante uma troca de produção. |
| Carcaça e vedação | Retangular ou cilíndrica, com grau de proteção (IP) | Se o sensor resiste ao local onde é montado. Um grau adequado a respingos não é um grau para jateamento de água em alta pressão. |
| Conexão | Cabo integral ou conector | Com que rapidez um sensor danificado pode ser substituído, o que importa em uma máquina que usa muitos deles. |
Como escolher um sensor fotoelétrico
| Fator | Por que isso decide a resposta | Como definir isso antes de cotar |
|---|
| Do que é feito o objeto e como ele reflete | A distância de detecção é medida contra um alvo branco fosco, e um objeto escuro, brilhante ou inclinado se comporta de outro modo | Descrever o objeto, sua cor e sua superfície, e dizer se o mesmo sensor precisa atender a mais de um tipo. |
| Fundo atrás do objeto | Um fundo refletivo pode contribuir com mais luz do que o objeto, e é para isso que existe a supressão de fundo | Informar o que há atrás do objeto e a que distância, porque isso decide se um sensor difuso simples pode funcionar. |
| Posições de montagem disponíveis | Alguns modos exigem um ponto de montagem e outros exigem dois, e o alcance varia conforme o modo | Informar a distância entre o local onde o sensor pode ficar e a passagem do objeto, e o espaço do lado oposto. |
| Tamanho e velocidade do objeto | Um objeto pequeno ou rápido exige um ponto que caiba dentro dele e um tempo de resposta que resolva a passagem | Informar a menor dimensão do objeto na direção do feixe e a velocidade da linha. |
| Luz ambiente e atmosfera | Luz ambiente intensa interfere, e pó, névoa e jateamento interrompem o caminho óptico | Descrever o posto onde o sensor fica instalado, inclusive se a luz do sol o atinge e se ele é molhado com jato. |
| Entrada do controlador | O tipo de entrada define a forma de saída, e a lógica define a função da saída | Confirmar o tipo de entrada e o que o programa espera quando não há objeto presente. |
| O que acontece em caso de detecção perdida | A consequência define quanta margem e quanta estabilidade de alinhamento são necessárias | Dizer se uma peça não detectada provoca retrabalho ou parada, porque isso muda a escolha do modo. |
Um sensor fotoelétrico detecta a interrupção ou o retorno da luz, e não o objeto em si. Qualquer coisa que entre no feixe ou bloqueie a linha de visão pode acioná-lo, e é por isso que uma proteção ou uma tampa de acesso no caminho óptico faz parte da definição da montagem, e não de um detalhe deixado para depois.
As alternativas mais próximas
Estes são os tipos em que uma consulta sobre um sensor fotoelétrico normalmente se resolve, e o ponto em que a escolha realmente se decide.
| Alternativa mais próxima | Diferença em relação a um sensor fotoelétrico |
| Sensores de proximidade | Os tipos indutivo e capacitivo dispensam por completo o caminho óptico, de modo que pó, névoa e linha de visão bloqueada não os afetam, e eles podem ficar embutidos rentes a um suporte metálico. Porém respondem apenas a metal e a distâncias muito menores, então uma peça plástica ou um alvo a várias centenas de milímetros pede um sensor fotoelétrico. |
| Sensores de posição | Um sensor de posição informa onde algo está, normalmente como um valor contínuo ao longo de um curso. Um sensor fotoelétrico informa que algo chegou a um ponto. Quando o controlador precisa da posição real, e não de uma confirmação, o sensor fotoelétrico fornece apenas parte da resposta. |
| Sensores de deslocamento | Esses medem um pequeno movimento como uma distância contínua, o que um sensor óptico também pode fazer em algumas versões, mas não nas versões de chaveamento descritas aqui. Quando o que importa é a quantidade de movimento, e não o fato de ele ter ocorrido, o instrumento é um sensor de deslocamento, e uma chave fotoelétrica não pode substituí-lo. |
| Sensores de nível | A detecção de nível é um caso particular da detecção de presença e às vezes é feita com peças ópticas, mas um sensor de nível é especificado em função do material, do vaso e das condições dentro dele. Quando o requisito é um limite de enchimento em um tanque, a família a examinar é a dos sensores de nível, e não uma chave óptica de uso geral. |
| Codificadores e sistemas de contagem | Contar peças em uma linha pode ser feito contando pulsos do acionamento da máquina, em vez de detectar cada peça. Quando as peças estão igualmente espaçadas e o acionamento é confiável, isso dispensa o sensor por completo; quando não estão, um sensor fotoelétrico que detecta cada peça é a medição mais direta. |
O que incluir na solicitação
A primeira resposta pode ser um orçamento, e não um conjunto de perguntas, se a consulta trouxer esses dados. Quando um valor não for conhecido, envie a descrição da função e confirmaremos o que ela implica.
- O que é o objeto, sua cor e seu acabamento de superfície
- A menor dimensão do objeto na direção do feixe e a velocidade da linha
- O que está atrás do objeto e a que distância
- A distância entre a posição de montagem e o objeto e o espaço disponível do lado oposto
- Se o mesmo sensor precisa atender a mais de um tipo de objeto
- O tipo de entrada do controlador e o que o programa espera quando não há objeto presente
- As condições do ambiente: luz do sol, pó, névoa, jateamento de água
- Com que rapidez o sensor precisa poder ser substituído em serviço
- Se a consequência de uma detecção perdida é retrabalho ou parada
