¿Cómo detecta un sensor capacitivo materiales no metálicos?

¿Qué es un sensor de proximidad capacitivo y cómo puede funcionar con materiales no metálicos?

A sensor de proximidad capacitivo es un sensor sin contacto utilizado en envases flexibles. Puede detectar materiales no metálicos. Detecta materiales como vidrio, papel o plástico. Puede detectar cualquier material dieléctrico hasta 2 m en cualquier dirección. La única limitación son los materiales de embalaje con una constante dieléctrica de 2 o más. Este sensor es capaz de detectar materiales dieléctricos sin identificar ningún metal dentro de los materiales de embalaje y, por lo tanto, puede resaltar los materiales por encima de la constante 2.

Un sensor capacitivo de proximidad tiene dos pequeñas placas metálicas que forman un campo eléctrico débil en la parte frontal del sensor. Cuando no hay nada cerca, el circuito interno del sensor mantiene el campo eléctrico en un estado constante. Una vez que materiales no metálicos, como botellas de plástico, se acercan lo suficiente como para entrar en el campo eléctrico, la circuitería que estabiliza el campo eléctrico cambia. La electrónica del sensor detecta ese cambio, lo mantiene y lo convierte en una señal que indica: "Sí, estoy detectando algo". Esto envía una alerta a cualquier máquina a la que esté conectado el sensor.

Los sensores capacitivos de proximidad de Chengwei están diseñados para ser los mejores en la industria. Se atienden pequeños detalles, como la diferencia en el tamaño de las placas metálicas y el ajuste en la sensibilidad del circuito, de modo que el sensor puede incluso detectar materiales no metálicos delgados como el papel y aquellos con constantes dieléctricas bajas, como la espuma. En comparación con sensores más económicos disponibles en el mercado, que suelen detectar aire y no captar plásticos ligeros, los sensores de Chengwei son mucho más avanzados. Chengwei se enfoca en detectar los materiales no metálicos que realmente necesita, lo cual es crucial en líneas de producción intensas, ya que no hay falsos positivos.

Para aclararlo, imagine que está trabajando con un sensor capacitivo de proximidad de Chengwei en una línea de llenado que vierte yogur en tazas de plástico. No es necesario explicar este proceso con términos de ingeniería excesivamente complejos, así que, de la manera más sencilla posible, a continuación se detalla el proceso en pasos.

Primero, el sensor se activa y su campo eléctrico comienza a formarse. La cara del sensor está alineada donde pasan los vasos de plástico y permanecen separados unos milímetros, sin llegar a tocarlos. En este momento, el campo eléctrico solo se enfoca en el aire circundante, y la capacitancia del sensor permanece en el "nivel base". Este es el estado "sin objetivo", como lo denominan en sus manuales Chengwei.

A continuación, un vaso de plástico atraviesa el campo eléctrico. En comparación con el aire, el plástico tiene una constante dieléctrica más alta, por lo que el sensor "perturba" el campo. Piense en un estanque, tranquilo e inmóvil, y usted lanza una piedra. En este caso, el sensor detecta el cambio en la capacitancia. El vaso provocaría un aumento en la capacitancia del sensor y este registraría un cambio. Los vasos ligeros de plástico no pasarán sin ser registrados, porque los sensores de Chengwei están diseñados para detectar pequeños aumentos en la capacitancia.

Ahora, los mecanismos internos del circuito del sensor comienzan a activarse. Cada microsegundo, el sensor verifica el nivel de capacitancia. Cuando el nivel de capacitancia aumenta, el sensor registra el incremento y luego activa la comunicación con el controlador de la línea. A continuación, el sensor envía una señal eléctrica a la máquina con el comando: "Hola, hay un vaso aquí. Es hora de llenarlo con yogur". Este comando está configurado para activarse cuando el vaso se encuentra en la máquina. El usuario del sensor diseñado por Chengwei obtiene un control completo sobre el nivel de capacitancia, por lo que no se activa ante objetos no metálicos grandes que bloqueen la señal, como cartón grueso. Existe un dial para ajustar el nivel de capacitancia según se trate de cartón grueso o vidrio delgado.

Una vez completado el proceso de llenado, la taza se transfiere a la siguiente estación. El sensor verifica la capacitancia y detecta que la taza ha avanzado, luego inmediatamente vuelve a comprobar el nivel de capacitancia con la orden de detener la máquina. Cuando el nivel de capacitancia desciende hasta el valor base, se le indica a la máquina que espere la siguiente taza. La velocidad del sensor es la razón por la cual las líneas de alta velocidad no sufren acumulaciones.

Los sensores de Chengwei pueden detectar estos cambios en milisegundos, lo cual es bastante impresionante para una línea que produce 100 tazas de plástico cada minuto.

Aplicaciones prácticas para materiales no metálicos.

Los sensores de proximidad capacitivos están entre los sensores no metálicos más versátiles, extendiéndose ampliamente más allá de los laboratorios hacia el mundo real. Chengwei diseña sensores no metálicos específicamente fabricados para cumplir con los estándares de seguridad y eficiencia operativa en fábricas no metálicas, mejorando así la eficiencia en la vida diaria.

En las líneas de embalaje, estos sensores son increíblemente valiosos. En una fábrica de fabricación de bolsas de plástico, los sensores en línea escanean el sistema de sellado para detectar el rollo de película plástica y alertan a los operadores antes de que se agote, garantizando la continuidad del sellado de bolsas. Los sensores y la tecnología de embalaje de Chengwei pueden identificar incluso rollos de plástico modernos y translúcidos de poco grosor. En almacenes, estos sensores se instalan en líneas de embalaje de cajas de cartón. Por ejemplo, los sensores en línea detectan un contenedor de envío colocado sobre la cinta transportadora y activan el sistema automático de sellado.

¿Por qué las industrias de alimentos y bebidas eligen este tipo de sensores? Piense en una línea de envasado de jugo, por ejemplo. Cada uno de los recipientes (ya sea de plástico o de vidrio) es no metálico, y el sensor debe determinar si cada botella está posicionada debajo del llenador antes de que fluya el jugo. Los sensores Chengwei son confiables incluso durante la limpieza o cuando los recipientes tienen etiquetas. Sus sensores pueden soportar humedad y pequeños residuos, y no se activarán falsamente. Otras aplicaciones incluyen la detección de tapas de plástico en frascos y asegurar que un frasco esté cerrado antes de retirar la tapa.

Chengwei también se enfoca en logística y manipulación de materiales. Por ejemplo, las cápsulas de proximidad Chengwei se utilizan para la detección automática de cápsulas en sistemas transportadores en almacenes. Los sensores ajustan los retrasos en el proceso cuando determinan automáticamente contenedores atascados o no tocados, ayudando a reducir pérdidas de tiempo. Por ejemplo, cuando se coloca espuma protectora en los contenedores para proteger artículos frágiles durante el envío, los sensores detectan si hay un contenedor colocado en el transportador, si se ha introducido espuma de embalaje en el contenedor y si el contenedor permanece en el transportador durante demasiado tiempo.

La mejor parte de este sensor es que puede detectar objetos no metálicos sin tener que tocarlos. Esto puede ser particularmente útil en casos donde el contacto podría rayar objetos no metálicos, como el vidrio, o dificultar su movimiento. Chengwei ha diseñado sus sensores lo suficientemente compactos como para montarlos en espacios reducidos, como en el centro de cintas transportadoras o junto a boquillas de llenado, permitiendo una integración perfecta en la configuración existente.

Obtener los mejores resultados con materiales no metálicos

Para optimizar el rendimiento con materiales no metálicos, cada sensor capacitivo de proximidad requiere algunos ajustes. Las siguientes recomendaciones se centran en la detección de no metales y en mejorar el rendimiento hasta los límites máximos de detección indicados en la documentación técnica de Chengwei.

Primero, elija un sensor según el tipo de material. Los materiales no metálicos existen en diversas formas. Por ejemplo, el plástico grueso y el papel fino tienen constantes dieléctricas diferentes. Los modelos de sensores de Chengwei varían en diseño para distintas constantes dieléctricas. Algunos modelos están diseñados para dieléctricos altos, como el agua y el plástico grueso, mientras que otros, como las películas delgadas y las espumas, son para dieléctricos bajos. Si se utiliza un sensor diseñado para plástico grueso sobre papel fino, es probable que la detección falle. Tienen una guía en su sitio web que le ayuda a asociar un modelo de sensor con un material. Para la detección, necesitará conocer la constante dieléctrica del material, y luego podrá elegir el sensor adecuado.

Vamos a averiguar cómo ajustar correctamente la distancia. "Rango de detección" es el término utilizado para describir el área en la que el sensor puede identificar un objeto no metálico. Los sensores de Chengwei tienen un rango de 1 mm a 20 mm, dependiendo del modelo específico que esté utilizando. Debe asegurarse de no establecer el rango demasiado lejos (el sensor no detectará nada) ni demasiado cerca (el objeto podría golpear el sensor). Una buena regla general es establecer la distancia al 70 % del rango de detección respecto al objeto no metálico. Si el rango del sensor para plástico es de 10 mm, ajústelo a 7 mm. Puede probar esto con un trozo del material no metálico para ver qué tan cerca puede acercarlo antes de que el sensor se active, y luego retirarlo un poco para mantener una distancia segura.

Ajustar la sensibilidad puede ser una tarea complicada. Para empezar, el sensor de Chengwei puede personalizarse. Al intentar detectar un objeto no metálico más pequeño, como una tapa de plástico, se puede aumentar la sensibilidad para asegurar la detección del objeto. Para objetos más grandes, como una caja de cartón, es mejor reducir la sensibilidad para evitar que la caja active el sistema debido al polvo u otras partículas pequeñas. Los usuarios suelen cometer el error de establecer una sensibilidad demasiado alta, lo que a su vez provocará activaciones falsas. Siempre pruebe con el material que pretende utilizar en la práctica, no con una muestra. Por último, si la línea está procesando materiales diferentes, por ejemplo piezas plásticas pequeñas y grandes, utilice sensores con sensibilidad ajustable y rápidamente modificable.

Es necesario monitorear de cerca los factores ambientales. El polvo, la humedad y la temperatura son algunos de los factores que afectan a los sensores.

Los sensores de Chengwei tienen clasificaciones IP que demuestran que son resistentes al polvo y al agua, por ejemplo IP67; sin embargo, aún debe asegurarse de instalarlos lejos de chorros directos de agua de limpieza o temperaturas extremas (superiores a 80 °C). Si está trabajando en un entorno con polvo, por ejemplo una fábrica de papel, deberá limpiar la cara frontal del sensor cada pocos días. Si se acumula polvo, bloqueará el campo eléctrico.

Realice revisiones periódicas. Después de la configuración, las cosas aún pueden moverse, como cuando el sensor se desplaza ligeramente debido a la vibración. Una vez por semana, pruébelo con su objeto no metálico para asegurarse de que se active cada vez que el material pase y de que no haya activaciones falsas cuando no hay nada. El equipo de soporte de Chengwei puede ayudarle si tiene problemas. Un poco de mantenimiento ayuda mucho para mantener el sensor funcionando bien durante años.