Innovaciones en sensores fotoeléctricos

Los sensores fotoeléctricos forman parte de la vida moderna desde hace décadas y siguen siendo uno de los tipos de sensores más utilizados. La ciencia que sustenta esta tecnología se remonta a la teoría del "efecto fotoeléctrico" de Albert Einstein en 1905. Propuso que la energía luminosa viaja por el espacio en haces concentrados (fotones), que liberan electrones al chocar con superficies metálicas. Por tanto, la energía luminosa puede convertirse en energía eléctrica y utilizarse para crear corriente eléctrica. R. A. Millikan demostró su revolucionaria teoría en experimentos realizados en 1914 y 1916, y a finales de la década de 1940 los ingenieros ya habían desarrollado células fotoconductoras para utilizarlas en circuitos sensores de luz.

Una barrera fotoeléctrica funciona recibiendo o no un haz de luz dirigido. Si el haz no se interrumpe, las fotocélulas reciben fotones, pero si se interrumpe, no. El sensor detecta cuando se produce este cambio. Aunque este comportamiento binario de "encendido o apagado" puede ser sencillo, las aplicaciones prácticas de este método de detección son casi ilimitadas.

Equipar las fábricas con sensores fotoeléctricos ayuda a hacer posible la automatización, ya que los sensores detectan la presencia o ausencia de objetos físicos (como los productos que se construyen y envasan) y envían señales eléctricas a máquinas que realizan funciones específicas a intervalos regulares. Los sensores fotoeléctricos siguen siendo increíblemente populares, y las numerosas innovaciones de los últimos años los han hecho excepcionalmente fiables, compactos, potentes y rentables para una amplia variedad de aplicaciones.

Algunos de los avances recientes de Banner en sensores fotoeléctricos incluyen mejoras en el proceso de fabricación que mejoran los rangos de detección, amplían las capacidades y reducen los costes. Por ejemplo, muchos sensores utilizan ahora lentes de plástico moldeado por inyección en lugar de cristal. Esto mejora la competitividad de costes, pero proporciona el mismo nivel de precisión óptica. Las lentes de plástico ofrecen algunas ventajas adicionales, ya que pesan menos que las de cristal y, en algunos casos, incluso aumentan el alcance de detección.

Antes, para añadir nuevas funciones a un sensor había que añadir nuevas capas de circuitos internos con más componentes físicos. Pero las filosofías de diseño han evolucionado y ahora muchas funciones pueden mejorarse digitalmente. Con el tiempo, los ingenieros han mejorado los sensores fotoeléctricos con chips ASIC actualizables, que permiten un mayor rendimiento, velocidades más rápidas, mayor inmunidad a la luz ambiental y otras mejoras.

Las mejoras en la ingeniería y el diseño electrónicos han hecho posible crear sensores con una luz más potente y brillante (medida como exceso de ganancia), incluso en dispositivos en miniatura como los de la serie Q2X de Banner. Algunos receptores de sensores registran el ángulo de un haz de luz reflejado, y esto se puede utilizar para la supresión de fondo, triangulando la ubicación de un objetivo contrastado con la superficie detrás de él, incluso si ambos son del mismo color.

Otra gran innovación para la producción automatizada es IO-Link, un protocolo de comunicaciones abierto que permite a los usuarios obtener un valor añadido de sus sensores. La conexión a un sensor con IO-link le permite capturar más datos de los que puede obtener de un sensor heredado. Esto significa que los sensores pueden contribuir al análisis de datos, proporcionando información para mejorar el rendimiento en toda la fábrica, aumentar la productividad, sentar las bases para el mantenimiento predictivo y evitar tiempos de inactividad inesperados. Esta es la filosofía central de la línea de productos Snap Signal de Banner.  Por ejemplo, los sensores IO-Link pueden conectarse directamente a los puertos IO-link del DXMR90-4K IO-link Master/Controller. A continuación, los datos de las señales pueden transferirse a un panel de control en línea basado en la nube para la supervisión del estado de en tiempo real. Los datos también pueden enviarse a un PLC, HMI o sistema SCADA.