El principio ultrasnico - donde el ms alto rendimiento es parte
del "buen sonido"Los sensores ultrasnicos han introducido un nuevo
standard en la tecnologa de la automatizacinEl principio
ultrasnico:El sensor ultrasnico emite cclicamente un impulso
acstico de alta frecuencia y corta duracin. Este impulso se propaga
a la velocidad del sonido por el aire. Al encontrar un objeto, es
reflejado y vuelve como eco al sensor ultrasnico. Este ltimo
calcula internamente la distancia hacia el objeto, basado en el
tiempo transcurrido entre la emisin de la seal acstica y la
recepcin de la seal de eco.
El principio ultrasnicoComo la distancia hacia el objeto es
medida por medio del tiempo de recorrido del sonido, y no por una
medicin de la intensidad, los sensores ultrasnicos son insensibles
hacia el ruido de fondo.Prcticamente todos los materiales que
reflejan el sonido son detectados, independientemente de su color.
An materiales transparentes o lminas delgadas no presentan
problemas para los sensores ultrasnicos.Los sensores ultrasnicos
microsonic permiten medir distancias entre 20 mm y 10 m, pudiendo
indicar el valor medido con una precisin de milmetro, gracias a la
medicin del tiempo de recorrido. Algunos sensores pueden inclusive
obtener una precisin de la medicin de distancia de 0,025 mm.Los
sensores funcionan en medio polvoriento o en una niebla de pintura.
Depsitos delgados sobre la membrana del sensor tampoco influyen
sobre la funcin.Los sensores con una zona ciega de slo 20 mm y con
un haz acstico extremadamente delgado abren en la actualidad un
abanico de aplicaciones completamente nuevas: Las mediciones de
estado de llenado en pocillos de placas microtiter y tubos de
ensayo como tambin el escaneado de botellas pequeas en la industria
de los embalajes pueden llevarse a cabo sin problemas. Incturo
alambres finos son reconocidos con seguridad.
Agua clara o caf negroEl sensor ultrasnico puede manejar
prcticamente cualquier lquido.
Rojo carmes, azul acero, amarillo limn, ...Cual es su color
favorito? Al sensor ultrasnico le gustan todos los colores.
Objetos blancos sobre fondo blanco, negro sobre negroNingn
problema para el sensor ultrasnico.
Vidrios y lminas muy delgadasEl sensor ultrasnico los reconoce
con seguridad.
Terciopelo o cueroPrcticamente todos los materiales para
vestimenta son detectados.
Material de grano grueso, virutas o arena finaEn la medicin del
nivel de llenado, el sensor ultrasnico es insuperable.
La solucin adecuada para cada aplicacinLos distintos modos de
operacin y tipos de equipos permiten el uso de los sensores
microsonic en mltiples aplicaciones de tcnicas de automatizacin.La
menor extensin de exploracin admisiblees determinada por la zona
ciega de un sensor. Dentro de la zona ciega no deben encontrarse
objetos o reflectores perturbantes algunos, ya que, de lo
contrario, se hacen imperfectas mediciones.La zona de deteccinSe
mide con distintos reflectores estndar.La distancia de exploracin
de trabajoEs la zona de operacin tpica de un sensor.Con objetos con
buenas propiedades de reflexin se puede aplicar un sensor hasta su
zona de exploracin lmite.Todos los sensores cumplen las exigencias
de las normas alemanas (DIN) y europeas (EN)DIN EN 60947-5-2 (norma
de detectores de proximidad)DIN EN 61000-4-2 (resistencia a la
descarga electrosttica)DIN EN 61000-4-3 (resistencia a la
influencia de la alta frecuencia)DIN EN 61000-4-4 (transitorios
rpidos)EN 55011 (emisin de perturbaciones)IEC 60068-2-6
(resistencia a la fatiga por vibracin)IEC 60068-2-27 (resistencia a
los choques)EN 60529 (tipo de proteccin)
El sensor ultrasnico actuando como sensor de reflexinrepresenta
el modo de funcionamiento clsico. Utiliza la ventaja de su
insensibilidad hacia el ruido de fondo frente a otros tipos de
sensores. La conmutacin de salida es establecida en cuanto el
objeto se halle por debajo de la distancia de conmutacin ajustada.
El punto de conmutacin tiene una histresis. Este modo de
funcionamiento es adecuado, por ejemplo, para contar objetos en una
cinta transportadora o para efectuar controles de existencia. En la
tabla de resumen para sensores de medicin de distancias se exponen
todos los tipos de sensores que pueden trabajar como sensores de
reflexin.
La operacin con ventanaes una extensin de funcin del sensor de
reflexin ultrasnico. En este caso la conmutacin de salida slo es
establecida cuando el objeto se halla dentro de la ventana definida
por dos lmites de ventana. Esto permite por ejemplo asegurar que
slo botellas de tamao correcto se hallen en una caja. Botellas
demasiado altas o bajas son eliminadas. El servicio de ventana como
as tambin la barrera ultrasnica de dos vas o de reflexin pueden
emplearse en todos los sensores ultrasnicos que permiten el uso del
Teach-in de microsonic.
La barrera ultrasnica bidireccional o de reflexines similar a
una barrera ptica en cuanto al funcionamiento. No obstante,
contrariamente a la barrera ptica, no se necesita reflector triple
especial ni componente similar. Un reflector cualquiera, por
ejemplo un sombrerete de metal, es suficiente. Para ello, el sensor
ultrasnico es ajustado en el modo de operacin con ventana de tal
modo que el reflector fijo se halle dentro de la ventana. La
barrera ultrasnica de reflexin emite una seal en cuanto un objeto
oculta totalmente el reflector. No tiene importancia el hecho que
el objeto absorba totalmente el sonido, o inclusive que lo 'aleje
por reflexin'. Por ello este modo de funcionamiento es utilizado
para materiales de deteccin difcil, como materiales de estructura
espumosa y para la exploracin de objetos de superficie
irregular.
La supresin del primer plano ignora,contrariamente a la operacin
con ventana, todas la seales de eco que se hallan delante de la
zona de conmutacin ajustada. Eso permite suprimir pequeas esquinas
molestas que se hallan dentro del primer plano de la zona de
deteccin. Por ejemplo, en el caso de la medicin del nivel de
llenado de botellas, esto permite suprimir el cuello de la botella.
Los sensoresmicelcsapoyan la funcin de supresin del primer
plano.
Los sensores ultrasnicos con salida analgicaindican la distancia
medida como tensin proporcional a la distancia (0 - 10 V) o como
corriente proporcional a la distancia (4 - 20 mA). En los sensores
ultrasnicos con salida analgica pueden ajustarse el lmite de
ventana de la curva caracterstica analgica prximo al sensor y lejos
del sensor como tambin las curvas caractersticas ascendentes o
descendentes. La resolucin vara, segn el tipo de sensor y el ancho
de ventana, entre 0,025 y 0,36 mm.
Los sensores ultrasnicos con IO-Linkpermiten una comunicacin
continua por todos los niveles de la arquitectura del sistema,
desde el sensor hasta el nivel superior de bus de campo. El valor
medido de distancia se transmite en forma de bits en serie al
dispositivo de control.sensores ultrasnicos con IO-Link
Los controles ultrasnicos de dos hojastrabajan como barrera de
una va e identifican dos o ms hojas superpuestas. Las disposiciones
emisor-receptor pueden explorar papeles, lminas, cartonajes y
chapas finas. Se tienen a disposicin salidas de seales para indicar
dos hojas y hojas defectuosas.
Los sensores ultrasnicos de etiquetas y de empalmesfuncionan
segn el mismo principio que los controles ultrasnicos de dos hojas.
Dado que las etiquetas representan, mediante la adherencia interna
al material de soporte, una unin sin capa separadora de aire, los
sensores de etiquetas deben efectuar el aprendizaje del material de
soporte y las etiquetas.
Los sensores ultrasnicos de bordes de bandasestn construidos
como sensores de horquilla y funcionan tambin como barrera de una
va. Se emplean como regulacin de bandas y emiten una seal analgica
de 010 V o 420 mA proporcional a la posicin del borde de la
banda.La solucin adecuada para cada aplicacinLos distintos modos de
operacin y tipos de equipos permiten el uso de los sensores
microsonic en mltiples aplicaciones de tcnicas de automatizacin.DIN
EN 60947-5-2 (norma de detectores de proximidad)DIN EN 61000-4-2
(resistencia a la descarga electrosttica)DIN EN 61000-4-3
(resistencia a la influencia de la alta frecuencia)DIN EN 61000-4-4
(transitorios rpidos)EN 55011 (emisin de perturbaciones)IEC
60068-2-6 (resistencia a la fatiga por vibracin)EN 60529 (tipo de
proteccin)
Todos los sensores cumplen las exigencias de las normas alemanas
(DIN) y europeas (EN)
Posicionamiento del robotPara posicionar brazos de robot
resultan muy apropiados, debido a sus reducidas dimensiones,
lossensores ultrasnicos pico+en casquillo roscado M18 o lossensores
zwsen carcasa rectangular.
Control de caja enteraLossensores ultrasnicos mic+y lossensores
ultrasnicos pico+resultan apropiados para aplicaciones tales como
el control de caja llena y vaca o el escaneado de botellas vacas de
PET sobre una cinta transportadora. La sincronizacin integrada en
ambas familias de sensores simplifica el montaje de una lnea de
sensores.
Reconocimiento de personasSi se debe detectar personas, se
recomienda elegir un sensor ultrasnico cuyo alcance supere
claramente la distancia de medicin requerida. Cuanto mayor sea el
alcance del sensor, ms baja es su frecuencia ultrasnica. Y cuanto
menor sea la frecuencia ultrasnica, mayor es la eficacia en la
deteccin de telas de confeccin absorbentes como, por ejemplo,
lana.
PosicionamientoEn el escaneado de cristales u otras superficies
lisas y planas es importante tener en cuenta que el sensor
ultrasnico mide perpendicularmente a la superficie.
Medicin de altura y anchuraUsando variossensores ultrasnicos
mic+osensores ultrasnicos pico+pueden efectuarse mediciones
tridimensionales de cajas de tamaos que van de pequeo a grande. A
tal fin se dispone de sensores con diferentes alcances.
Medicin de nivel de llenadoPueden detectarse niveles de llenado
de unos pocos milmetros hasta 8 metros. Existen sensores
ultrasnicos con una o dos salidas de conmutacin para la regulacin
mn./mx. o bien con salida analgica de 0 10 V y 4 20 mA. Se dispone
tambin de versiones resistentes a agentes qumicos de lossensores
ultrasnicos crm+ohps+.
Regulacin de lazoUn sensor ultrasnico con salida analgica mide
en el lazo desde arriba, regulando la alimentacin de material en
funcin de la profundidad del lazo. En lazos inestables lateralmente
el sonido puede ser reflejado muy rpidamente en las mediciones
desde arriba. Por eso se recomienda medir contra el lazo desde
abajo, como se muestra en la figura.
Control de portadores de cargasSiempre que la forma o posicin
del objeto a escanear absorba el sonido, o lo refleje por su
modelado o posicin dentro del portador de carga, se debe aplicar
una solucin con barrera de dos vas o de reflexin. En estos casos se
coloca un reflector auxiliar detrs del objeto a escanear
propiamente dicho. El sensor ultrasnico con salida de conmutacin y
modo de ventana emite una seal no bien el objeto tapa al
reflector.
Control de calidaden una mquina embaladora. Hay una amplia
variedad de sensores ultrasnicos para la deteccin de objetos en
procesos veloces: lossensores ultrasnicos zwsen carcasa
rectangular, lossensores sksen modelo miniatura, lossensores
ultrasnicos pico+en casquillo roscado M18 con cabeza acodada
opcional einterfaz IO-Link.
Medicin de nivel de llenado en sobrepresin de 6 barson posibles
con lossensores hps+. Los sensores son, adems, resistentes a
agentes qumicos y pueden conseguirse en versin con dos salidas de
conmutacin pnp o bien con salida analgica y de conmutacin.