Quais são os principais tipos de sensores fotoelétricos?

Em sistemas de automação, sensores fotoelétricos detectam objetos sem tocá-los. Eles são usados para verificar se um produto foi carregado em uma esteira transportadora, conferir se uma porta está adequadamente fechada ou até mesmo utilizados na automação industrial para verificar se uma caixa está embalada. Diferentes sensores fotoelétricos são usados para diferentes aplicações. Conhecer essas diferenças é importante ao adquirir sensores fotoelétricos para sua fábrica eletrônica ou para uma instalação de embalagem de alimentos. Vamos conhecer os diferentes tipos de sensores fotoelétricos, como funcionam e suas aplicações comuns.

Sensores Fotoelétricos por Feixe Passante: Confiáveis para Detecção de Longa Distância

Os sensores fotoelétricos por feixe passante são os tipos mais simples e confiáveis de sensores. Eles detectam objetos utilizando um feixe de luz e um receptor de luz. O transmissor e o receptor são usados em pares. O transmissor emite um feixe de luz no espectro infravermelho. O receptor aguarda a captação do feixe e é posicionado no lado oposto ao feixe emitido.

Quando nada está bloqueando o caminho, o receptor capta o feixe de luz e o sensor permanece em seu estado "normal" — talvez enviando um sinal para que o transportador continue se movendo. Mas quando um objeto passa entre o transmissor e o receptor, ele bloqueia o feixe. O receptor detecta a perda de luz e o sensor altera seu sinal. Por exemplo, pode indicar ao transportador que pare, incrementar um contador ou acionar um braço robótico para pegar o objeto.

Os sensores de feixe direto são conhecidos por suas longas distâncias de alcance. Podem operar desde alguns centímetros até vários metros, e alguns modelos vão além, como a série LUOSHIDA FCD-XXYYYAB, que possui um alcance de detecção de 100 metros quando marcado com "M". Esse sensor é confiável, pois não exige que o objeto reflita a luz, apenas que a bloquee. Isso significa que ele pode detectar praticamente qualquer material, incluindo superfícies escuras ou não reflexivas, como peças plásticas pretas ou chapas metálicas.

Sensores de feixe passante podem ser encontrados onde é necessária precisão na medição de distância. Em uma fábrica de peças automotivas, por exemplo, eles podem contar engrenagens metálicas em movimento sobre uma esteira transportadora longa. Em um centro logístico, esses sensores podem identificar contêineres grandes enquanto passam por um túnel de classificação. Como não são afetados significativamente por poeira ou sujeira (o feixe pode atravessar detritos leves), também são uma boa escolha para ambientes sujos, como oficinas de marcenaria ou áreas de corte de metal. A LUOSHIDA também considera o uso intensivo em ambientes industriais ao projetar sensores de feixe passante, oferecendo carcaças duráveis.

Sensores Fotoelétricos Difusos Refletivos: Simples para Tarefas de Curta Distância

Se você não tem espaço para duas partes separadas (transmissor e receptor), um sensor reflexivo difuso sensores fotoeléctricos pode servir ao propósito. Este tipo é um dispositivo tudo-em-um — tanto o transmissor quanto o receptor estão no mesmo invólucro. Em vez de enviar um feixe para um receptor separado, ele envia luz ao objeto e depois aguarda receber a luz que volta refletida pelo objeto.

Digamos que haja um sensor colocado acima de uma esteira transportadora que move garrafas plásticas pequenas. Quando uma garrafa não está posicionada abaixo do sensor, a luz do transmissor não atinge nada e o receptor não recebe nenhuma luz refletida. Assim, o sensor está 'desligado'. Quando uma garrafa é colocada abaixo do sensor, a luz atinge a garrafa e é refletida de volta para o sensor. O sensor é ativado, a luz recebida é detectada e o sensor liga. Isso é ativado e enviado ao sistema de controle da esteira. Isso pode indicar ao sistema que reduza a velocidade para encher a garrafa ou verifique se a garrafa tem o tamanho correto.

Detecção de Curta Distância sensores reflexivos difusos detectam objetos efetivamente em uma faixa de alguns centímetros a um metro. Eles são bastante fáceis de instalar porque você precisa configurar apenas um sensor, em vez de um par. É necessário que os objetos reflitam a luz, sendo assim mais indicados para objetos com superfícies lisas e cores claras. Objetos escuros e com superfícies rugosas, como pedaços de espuma preta, borracha e borracha áspera, podem não refletir luz suficiente e, por isso, podem não ser detectados, resultando em leituras incorretas. Alguns modelos, como os da LUOSHIDA, possuem sensibilidade ajustável, permitindo aumentar a sensibilidade para detectar objetos mais escuros ou diminuí-la para evitar a detecção de pequenos detritos que possam ser incômodos.

Uso de Sensores Compactos em uma fábrica de embalagens alimentícias, sensores reflexivos difusos detectam se uma barra de chocolate está dentro da embalagem antes do fechamento. Não é necessário um receptor separado no outro lado da linha de embalagem. Eles são usados em muitos ambientes com restrição de espaço. Por exemplo, em uma fábrica de eletrônicos, sensores difusos compactos podem ser utilizados para verificar se um microchip está corretamente posicionado em uma pequena placa de circuito.

Sensores Fotoelétricos Retroreflexivos: Equilibrando Distância e Simplicidade

Os sensores fotoelétricos retroreflexivos, ou "sensores retro", preenchem a lacuna entre os sensores de feixe direto e os sensores reflexivos difusos. Eles possuem um único invólucro, como os sensores difusos, que contém tanto o transmissor quanto o receptor, mas exigem uma placa refletora separada (chamada de "refletor retro") posicionada diretamente em frente a eles. O transmissor envia luz ao refletor, que a devolve diretamente ao receptor, como um espelho.

Aqui está o processo: quando não há nenhum objeto no caminho, o refletor envia a luz de volta para o receptor, e o sensor fica "ligado". Quando um objeto passa entre o sensor e o refletor, ele bloqueia a luz para que não alcance o refletor e o receptor, ou a dispersa, de modo que o receptor não receba o feixe refletido. O sensor então se desliga, o que aciona uma ação, como parar uma máquina ou alertar um operador.

Os sensores retroreflexivos apresentam três grandes vantagens. Primeiro, são capazes de detectar objetos a uma distância operacional maior, cerca de 20 metros, comparado aos sensores difusos, evitando ainda a configuração em duas partes dos sensores por feixe direto. Segundo, os sensores retroreflexivos são mais confiáveis do que os sensores difusos para objetos reflexivos. Isso ocorre principalmente porque o refletor retro é projetado para refletir fortemente a luz, o que significa que o sensor não será enganado pela reflexão do próprio objeto, mesmo que seja brilhante, como uma lata de metal. Por fim, os sensores retroreflexivos são excelentes para detectar objetos transparentes, como garrafas de vidro ou sacos plásticos. Os sensores difusos são na verdade bastante ruins na detecção desses objetos, pois, embora bloqueiem o feixe ao refletor, os sensores difusos dependem do espalhamento reverso para detectar o objeto.

Sensores retro-reflexivos são comumente usados em fábricas de engarrafamento de bebidas. Por exemplo, podem ser instalados ao lado de um transportador que move garrafas de vidro, com um refletor montado no outro lado. Quando uma garrafa passa, o feixe do sensor é bloqueado, e o sensor sinaliza à máquina de enchimento para iniciar o preenchimento com refrigerante. Esses sensores também podem ser usados em sistemas de portas industriais. Por exemplo, um sensor pode ser montado em um lado da porta e o refletor no outro lado, de modo que o sensor possa detectar uma pessoa e manter a porta aberta. Os sensores LUOSHIDA vêm com refletores prontos para uso e de fácil instalação.

Fatores que Mais Importam

Agora que você conhece os principais tipos, como escolher o ideal para suas necessidades específicas ?Isso envolve fatores como a distância em que você precisa detectar objetos, os materiais dos objetos e a quantidade de espaço disponível para instalação. Vamos analisar os fatores que serão mais relevantes na sua situação.

Para começar, pense na distância de detecção. Se a distância a ser coberta for longa, por exemplo 10 metros em um transportador, então um sensor de feixe direto é a melhor opção. Se a distância for inferior a um metro e você tiver espaço limitado, um sensor refletivo difuso é a melhor opção. Se desejar algo intermediário, um sensor refletivo retrorrefletente funciona na maioria dos casos. A LUOSHIDA fornece uma boa documentação de produtos, incluindo a série FCD-XXYYYAB, que detalha as configurações de distância para cada sensor, permitindo que você escolha o mais adequado às suas necessidades. Toda a documentação está disponível online para fácil acesso.

Em seguida, pense no que é o objeto. Considere o que o sensor irá detectar. O objeto é escuro, reflexivo ou transparente, e ele refletirá ou absorverá a luz ?O objeto pode ser opaco, mas sensores de feixe passante exigem apenas que o objeto bloqueie a luz. Sensores difusos refletem a luz, portanto objetos claros e brilhantes funcionam melhor, embora eu já tenha visto configurações que permitem a detecção de objetos claros. Sensores retroreflexivos funcionam muito bem com objetos transparentes, muito mais do que sensores difusos. Um exemplo disso é a detecção de recipientes plásticos transparentes.

Em seguida, avalie os arredores. O ambiente é empoeirado, úmido ou excessivamente iluminado ?Sensores de feixe passante e retroreflexivos podem lidar melhor com luz ambiente porque focam sua luz. Sensores difusos podem ter dificuldades em áreas muito iluminadas, mas ajustes de sensibilidade geralmente resolvem o problema. As três opções podem vir com invólucros resistentes projetados para ambientes adversos, como fábricas de processamento de alimentos ou oficinas de metais, incluindo modelos com classificações IP para proteção contra poeira e água.

Por fim, considere o processo de instalação. Os sensores por feixe exigem que você monte duas partes (transmissor e receptor) com alinhamento perfeito, o que leva um pouco mais de tempo, mas compensa em longas distâncias. Sensores difusos e refletivos retroiluminados possuem apenas um dispositivo principal, tornando sua instalação mais rápida. Os sensores refletivos retroiluminados vêm com suporte para refletor, mas a maioria possui adesivo ou braçadeiras de montagem que facilitam o processo.

Independentemente do tipo escolhido, é recomendável verificar as certificações. Os sensores fotoelétricos da LUOSHIDA seguem as normas EN 61000-6-3 e EN 61000-6-1 relativas à compatibilidade eletromagnética (EMC), o que significa que não serão afetados por outras máquinas, como motores ou equipamentos de soldagem. Eles também possuem certificação RoHS, o que indica que não contêm materiais perigosos, essencial para as indústrias de fabricação de eletrônicos e dispositivos médicos.