O Que é Excesso de Ganho e Como Usá-lo Para Escolher um Sensor

10 de janeiro de 2018

Compreender o que é o excesso de ganho e o quanto sua aplicação requer, é uma parte importante da escolha da tecnologia de sensores correta.Este artigo explica o que é o excesso de ganhos, como é medido e diretrizes gerais sobre quanto o excesso de ganho é necessário para aplicações de detecção em vários ambientes industriais. 

Suportes para sensores fotoelétricos

O que é Excesso de Ganho?

O excesso de ganho é uma medida da energia luminosa mínima necessária para o funcionamento confiável do sensor.

O sinal de luz que seu sensor emite é calibrado de fábrica para um certo nível de desempenho. No entanto, contaminantes no ambiente de detecção, como sujeira, poeira, fumaça e umidade, podem causar atenuação do sinal.  O excesso de ganho pode ser visto como a energia de detecção extra disponível para superar essa atenuação.

Medição do Excesso de Ganho

O excesso de ganho pode ser expresso pela seguinte fórmula.

Excesso de ganho = energia da luz chegando no receptor / limite de amplificação do sensor.

O limite é o nível de energia de detecção requerido pelo amplificador do sensor para fazer com que a saída do sensor acenda "on" ou "off".

Por que o excesso de ganho é importante para sensores ópticos

Uma curva de excesso de ganho, uma parte importante de cada especificação de sensor fotoelétrico, é plotada em um eixo x/y. Mostra o excesso de ganho disponível para um sensor ou sistema de detecção específico, em função da distância. As curvas de excesso de ganho são planejadas para condições de ar perfeitamente limpo e ganho máximo do receptor. 

Suposições Importantes

Existem algumas suposições sobre o uso do excesso de ganho para otimizar a detecção na sua aplicação.

  1. Use o máximo de excesso de ganho possível, sem comprometer a detecção de alvo. Na maioria das situações de detecção, o excesso de ganho se correlaciona diretamente com a confiabilidade da detecção.
  2. Escolha um sensor que lhe dará o ganho excedente ideal para sua aplicação.

 

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Imagem: Exemplo de curvas de excesso de ganho para o sensor fotoelétrico QS18 com modo retrorreflexivo. 

Como Usar o Excesso de Ganho Para Escolher a Tecnologia de Sensor Apropriada

Excesso de Ganho Condições gerais
1.5x Ar limpo: Sem sujeira nas lentes ou refletores
5x Levemente sujo : Leve acúmulo de poeira, sujeira, óleo, umidade, etc. nas lentes ou refletores.  As lentes são limpas regularmente. 
10x Sujeira moderada: Óbvia contaminação de lentes ou refletores
50x Muita sujeira: Alta contaminação das lentes. Nevoeiro, umidade, poeira, fumaça ou filme de óleo densos.  Limpeza mínima de lentes,

Se as condições gerais de uma área de detecção forem conhecidas, os níveis de excesso de ganhos que se seguem podem ser usados como diretrizes para garantir que a energia da luz do sensor não seja totalmente perdida devido à atenuação.

Essas diretrizes incluem um fator de segurança para variáveis de detecção sutil, como desalinhamento gradual do sensor e pequenas mudanças no ambiente de detecção.

Ar Limpo - Excesso de Ganho (EG) de 1.5x

Para um ambiente operacional perfeitamente limpo, sugere-se um ganho excessivo de 1,5x (50% mais energia do que o mínimo necessário para a operação). Alguns ambientes que possuem "ar limpo" são os encontrados nas indústrias de semicondutores ou farmacêuticas. Nesses ambientes, nenhuma sujeira aumenta as lentes dos sensores ou os retrorrefletores.

Ligeiramente Sujo - 5x EG

Um escritório ou uma fábrica limpa pode ser caracterizado como um ambiente "ligeiramente sujo". Isso significa que as lentes de sensor ou retrorrefletores podem ter uma ligeira acumulação de poeira, sujeira, óleo ou umidade. As lentes são limpas em uma programação regular. Em um ambiente "ligeiramente sujo", o excesso de ganho deve ser 5 vezes maior do que o mínimo necessário para a operação do sensor.

Moderadamente Sujo - 10x EG

Em um ambiente "moderadamente sujo", a contaminação pode ser vista em lentes ou retrorrefletores. Esses ambientes também são suscetíveis de ter lavagens periódicas. Ambientes "moderadamente sujos" podem ser encontrados na indústria pesada, no processamento de alimentos ou na indústria automotiva. Para tais ambientes, a Banner recomenda um excesso de lucro 10 vezes mais do que o mínimo exigido. 

Muito Sujo - 50x EG

Alguns ambientes como os encontrados em fundições, operações de mineração, fornos de azulejos e no exterior são considerados "muito sujos". Isso ocorre porque lentes e retrorreflectores ficam fortemente contaminados e estão sujeitos a limpeza mínima. Pode haver neblina pesada, névoa, poeira, fumaça ou película de óleo no meio ambiente.

A Banner recomenda 50 vezes mais excesso de ganho nesses tipos de ambientes. No entanto, é importante notar que, com excesso de ganho acima de 50x, os sensores começarão a ver através de papel ou outros materiais com uma densidade óptica similar. 

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