Conheça os diferentes modos de detecção fotoelétrica
Sensores fotoelétricos, que reconhecem uma fonte de luz e convertem os fótons recebidos em um sinal elétrico, são um dos tipos de sensores mais comuns e fundamentais. Eles têm uma longa história no desenvolvimento da tecnologia moderna e são indispensáveis na automação industrial. Para selecionar o sensor certo para uma determinada tarefa, é importante entender as formas de operação dos sensores fotoelétricos (PE). Esses métodos são chamados de modos de detecção .
Modo oposto
Na detecção de modo oposto, o emissor e o receptor do sensor são alojados em duas unidades separadas. O emissor é colocado em frente ao receptor, de modo que o feixe de luz vai diretamente do emissor para o receptor. Um objeto é detectado quando "quebra" ou interrompe a parte de trabalho do feixe de luz, conhecido como feixe efetivo. Dependendo da aplicação, o sensoriamento em modo oposto oferece a mais alta confiabilidade sempre que pode ser implementado. Isso ocorre porque a luz passa diretamente do emissor para o receptor. Então, quando um objeto interromper o feixe, a saída mudará.
Os sensores de modo oposto oferecem as seguintes vantagens:
- O nível mais alto de ganho excessivo (energia emitida)
- Um longo alcance de detecção
- A opção mais robusta para ambientes adversos
- Sensoriamento preciso da posição
- Excelente detecção de peças pequenas, com o uso de aberturas de lente
- Imunidade à refletividade da superfície (a cor ou o acabamento dos objetos)
Modo retrorrefletivo
Um sensor retrorrefletivo contém os elementos emissor e receptor no mesmo compartimento. Ele usa um refletor para fazer com que a luz emitida retorne ao receptor. Semelhante a um sensor de modo oposto, ele detecta objetos quando eles interrompem ou "quebram" o feixe efetivo. Como a detecção retrorrefletiva é um modo de quebra de feixe, ela geralmente não depende da refletividade do objeto a ser detectado. No entanto, se os objetos que passarem pelo feixe forem particularmente brilhantes, um sensor retrorrefletivo polarizado deverá ser usado em vez disso, para evitar a proxing. Proxing é quando um objeto com uma superfície brilhante retorna luz suficiente ao sensor para imitar o feixe fotoelétrico que retorna do refletor. Um sensor retrorrefletivo polarizado usa um filtro polarizador para garantir que a luz que retorna ao receptor seja proveniente do refletor e não do alvo.
Um sensor retrorrefletivo oferece uma alternativa conveniente ao modo oposto quando o espaço é limitado ou quando as conexões elétricas só são possíveis em um lado de um transportador ou de outra via de produção.
Os sensores retrorrefletivos oferecem as seguintes vantagens:
- Alcances relativamente longos
- O segundo maior ganho excedente (depois do modo oposto)
- Prevenção de proxing usando um filtro polarizado
- Alta precisão de detecção e capacidade de detectar objetos claros, usando óptica coaxial
Modo de proximidade
Como ocorre com muitos sensores retrorrefletivos, um sensor de proximidade normalmente inclui um emissor e um receptor no mesmo invólucro físico. Porém, enquanto os modos oposto e retrorrefletivo funcionam indicando a presença de um objeto quando um feixe é interrompido, os sensores de modo de proximidade funcionam de maneira oposta, indicando a presença de um objeto-alvo somente quando o feixe é refletido nele e retorna ao receptor. Uma maneira de pensar sobre isso: sensores opostos e retrorrefletivos detectam objetos que quebram um feixe, mas sensores de proximidade detectam objetos que fazem um feixe. Há quatro subtipos de modo de proximidade, cada um com um arranjo óptico diferente: difuso, feixe divergente, feixe convergente e supressão de fundo.
Os sensores difusos são os mais comuns e recebem luz refletida diretamente da superfície de um objeto, geralmente com a ajuda de uma lente. Os sensores de proximidade difusos oferecem a vantagem de não exigir um refletor e de serem fáceis de instalar, geralmente para aplicações nas quais os sensores de modo oposto ou retrorrefletivos não podem ser facilmente implementados ou alinhados. No entanto, eles tendem a retornar uma quantidade menor de luz (perda de sinal) e funcionam melhor em distâncias mais curtas do que os sensores opostos e retrorrefletivos.
Os sensores de proximidade de feixe divergente não usam lentes. Eles dependem menos de ângulos de feixe precisos, mas são mais limitados a aplicações para detectar alvos muito pequenos, como arame ou fio, a distâncias extremamente próximas, consistentemente a uma polegada do sensor.
Por outro lado, os sensores de proximidade de feixe convergente usam lentes para focalizar a luz emitida e o receptor no mesmo ponto exato. Isso cria uma área de detecção pequena e bem definida a uma distância fixa do sensor. Eles podem detectar objetos de refletividade muito baixa e ignorar alvos além de sua profundidade de campo, o que os torna úteis para o posicionamento preciso de peças pequenas. (Uma ressalva importante é que os sensores de feixe convergente podem detectar objetos mais brilhantes além de seu ponto focal. Esse aspecto levou a um aumento no mercado de sensores de supressão de fundo de campo fixo ou ajustável, conforme descrito no próximo item).
Como o próprio nome indica, os sensores de proximidade com supressão de fundo ignoram qualquer coisa que ultrapasse um limite definido. Eles funcionam comparando a quantidade de luz que retorna a dois elementos receptores separados. Sempre que o segundo receptor de uma supressão de fundo registra uma quantidade de luz igual ou maior que a do primeiro receptor, ele reconhece um alvo. Sempre que a quantidade de luz recebida pelo primeiro receptor for maior, o sinal de saída do sensor será cancelado. Os sensores de supressão de fundo podem ser úteis se os objetos que você deseja detectar forem mais escuros do que o fundo atrás deles (por exemplo, um objeto escuro em uma esteira transportadora branca). Os sensores de supressão de fundo estão disponíveis nos modos de campo fixo, que têm uma distância de corte consistente, e nos modos de campo ajustável, que permitem que os usuários definam o corte.
