Los sensores fotoeléctricos se caracterizan por enviar destellos de ondas de sonido ultrasónicas permitiendo la activación o desactivación de una señal según la intensidad de la luz recibida. Pero, realmente cómo funciona un sensor fotoeléctrico, si tenemos en cuenta que son muy habituales en el mantenimiento de automatismos industriales.
Este tipo de sensores también se denominan fotocélulas y su uso es muy habitual en la industria. Además, son muy fáciles de instalar y son bastante fiables. Se caracterizan principalmente por su capacidad de respuesta ante cualquier fuente de luz, ya sea tanto artificial como natural.
El sensor fotoeléctrico y su funcionalidad
Hasta el momento, el sensor más simple que se conoce es el interruptor crepuscular que permite el encendido de una lámpara si la luz ambiental es inferior a un valor determinado. En el sector industrial, un aspecto fundamental es la fiabilidad y la precisión, por lo que se usan sensores de lazo cerrado, de forma que el emisor y receptor deben estar sincronizados para ofrecer una respuesta rápida.
La principal ventaja es la sorprendente exactitud, porque cuentan con un sistema de lentes que permite la alineación de los elementos y la posibilidad de interrumpir el haz de luz por un objeto pequeño. Si bien es cierto que ofrecen muchas ventajas, hay ciertas circunstancias en las que no se recomienda usar fotocélulas y hay que buscar otras alternativas.
Un ejemplo claro es si hay mucha acumulación de polvo, aunque hay fotocélulas que consiguen su penetración, no cabe la menor duda de que la sensibilidad de los sensores disminuye considerablemente. Hay casos en los que hay que usar una boquilla de aire comprimido con una válvula para poder activar el paso en un ciclo de trabajo.
Por otro lado, no es tan fácil que una fotocélula industrial sufra una avería fácilmente por su robustez. Además, es muy fácil hacer un diagnóstico y verificar el posible fallo, si esto ocurriese. Estos sensores suelen incorporar indicadores con LED que pueden comprobar su grado de funcionamiento. Por lo que se observarán factores como la alineación, la detección o la alimentación, entre otros.
Tal como hemos explicado anteriormente, hay diferentes tipos de sensores, pero los más sencillos disponen de un LED en el emisor que anuncia que recibe la alimentación. Asimismo, el receptor cuenta con otro LED para informar sobre el estado de detección.
También hay fotocélulas algo más complejas que disponen de varios leds con el propósito de saber cuándo reciben la tensión. Incluso, permiten regular la distancia de la supresión de fondo.
La importancia del LED en la fotocélula
El LED se caracteriza por producir menos luz que un fluorescente o una bombilla incandescente. Por este motivo, muchos sensores fotoeléctricos usan diodos emisores con luz modulada. Estos leds pueden encenderse y apagarse con frecuencia, de tal forma que permiten que el receptor pueda ser conmutado según la modulación.
La operatividad de los sensores puede verse bastante limitada si no hay luz ambiente, ya que dificultaría su recepción. Por lo tanto, estos ledes infrarrojos son bastante efectivos y son los que mejor funcionamiento tienen y más uso en las diferentes aplicaciones.
Tipos de sensores fotoeléctricos
Las fotocélulas se dividen principalmente en tres grandes grupos atendiendo a sus características y funcionalidad para saber cómo funciona un sensor fotoeléctrico
Fotocélulas de barrera
En este caso, tanto el emisor como el receptor están separados por cuerpos distintos y se alinean de tal forma que quedan enfrentados el uno con el otro. Su funcionamiento es muy fiable y, además, la humedad o posible suciedad no afectan en su rendimiento.
Con este tipo de sensores se logran distancias mucho más largas, aunque no dependerá del color del objeto que se va a detectar. Posiblemente, el mayor inconveniente es la dificultad para captar objetos transparentes, porque el emisor traspasaría el cuerpo sin lograr detectarlos.
Por lo tanto, influye el grado de opacidad, ya que el emisor y el receptor se sitúan formando una barrera, factor que lo limita en aquellas instalaciones cuyo espacio es restringido.
Fotocélulas autorreflexivas
Estas fotocélulas se emplean principalmente en aplicaciones donde es casi imposible colocar un receptor o espejo por falta de accesibilidad. En este supuesto, el emisor y el receptor se encuentran en el interior de la misma carcasa. Esto posibilita que la luz incida sobre el objeto, siendo el receptor el encargado de captarla.
Estos dispositivos se caracterizan por ser bastante económicos, sin embargo, su funcionamiento está muy limitado en ambientes donde haya humedad o suciedad. La principal ventaja de estos sensores es que solo se necesita un punto de alimentación.
Asimismo, estas fotocélulas pueden también subdividirse en diferentes tipos en función de si tienen o no supresión de fondo o con supresión en primer plano.
Fotocélulas reflexivas con reflector
Las fotocélulas autorreflexivas se caracterizan por su instalación sencilla. Solo se precisa de una fuente de alimentación en un único punto. No obstante, dado que se encuentran en una misma cápsula, el haz de luz puede ser interrumpido por un objeto, por lo que no llegará al receptor y se producirá la detección.
Unos de sus principales beneficios es la amplitud de la distancia, no obstante, siguen siendo más pequeñas que las obtenidas por las fotocélulas tipo barrera. En este caso, dicho intervalo no dependerá del color del objeto, sino del grado de opacidad de este.
Las principales aplicaciones de las fotocélulas
Podríamos preguntarnos cómo funciona un sensor fotoeléctrico y cuándo conviene instalar este tipo de sensores y cuáles son sus aplicaciones más comunes en el sector industrial. Enumeramos algunas de las más habituales:
- Lo más normal es su instalación para poder detectar el paso de un producto.
- Sirven para controlar la altura y anchura de un objeto o artículo.
- Ayudan en la protección de zonas de riesgo, porque pueden detectar el acceso de personas o vehículos en su calidad de intrusos.
- Pueden ajustar la distancia de un elemento de carácter móvil.
- Detectores de humo.
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