Un sensor es un dispositivo que detecta manifestaciones de cualidades o fenómenos físicos o químicos, llamadas variables de instrumentación,como la temperatura, la intensidad luminosa, la distancia, la aceleración, la inclinación,el desplazamiento,la presión,la fuerza,la torsión,la humedad, el pH, etc.y convierte estos fenómenos físicos o quimicos en un cambio de alguna de las siguientes variables, por ejemplo: resistencia eléctrica (como una RTD),capacidad eléctrica (como un sensor de humedad), tension eléctrica (como un termopar), corriente eléctrica (como un fototransistor), etc. La diferencia de un sensor respecto a un transductor, es que el sensor esta siempre en contacto con la variable a medir o a controlar.Recordando que la señal que nos entrega el sensor no solo sirve para medir la variable, si no tambien para convertirla mediante circuitos electrónicos en una señal estandar (4 a 20 mA, o 1 a 5VDC) para tener una relacion lineal con los cambios de la variable sensada dentro de un rango(span), para fines de control de dicha variable en un proceso.
Puede decirse también que es un dispositivo que aprovecha una de sus propiedades con el fin de adaptar la señal que mide para que la pueda interpretar otro dispositivo. Como por ejemplo el termómetro de mercurio que aprovecha la propiedad que posee el mercurio de dilatarse o contraerse por la acción de la temperatura.
Muchos de los sensores son eléctricos o electrónicos, aunque existen otros tipos. Un sensor es un tipo de transductor que transforma la magnitud que se quiere medir o controlar, en otra, que facilita su medida. Pueden ser de indicación directa (e.g. un termómetro de mercurio) o pueden estar conectados a un indicador (posiblemente a través de un convertidor analógico a digital, un computador y un display) de modo que los valores detectados puedan ser leídos por un humano.
Descripción general
Se trata de un sistema formado por dos partes: El equipo de medición en sí y el dispositivo sensor. El equipo de medición es, en esencia, una tarjeta electrónica que contiene todos los potenciómetros para su calibración. Está contenida dentro de un gabinete con protección IP 55?, apto para intemperie, aunque convendría la colocación de una visera para impedir el calentamiento excesivo por la radiación solar directa. Otra sugerencia para el montaje, es la de elegir una altura “humanamente” cómoda para su instalación, calibración y service. El elemento sensor está construido básicamente por tres varillas roscadas de bronce y tres cables de conexión al gabinete.
Físicamente, las tres varillas se colocan paralelas entre si, en un mismo plano, en forma vertical, y sumergidas dentro del líquido a medir, en la cámara de aquietamiento.
Las dos varillas laterales son de ¾”. Sus funciones son:
Sostener, en forma rígida, la estructura del sensor.
Calibrar, por medio de la rotación de sus tuercas, la altura del nivel “0” de medición.
Asegurar una tensión de “tierra” uniforme a lo largo del rango de medición.
La varilla central es de 1/8”. Dividida en dos partes, su tramo final está separado y aislado eléctricamente del resto de la varilla.
El tramo “principal” es el responsable de la medición en si. Esta medición se realiza en función del dato patrón aportado por el “apéndice” de esta varilla.
Principio de funcionamiento
Entre la varilla central y las laterales se forma una resistencia variable en función del nivel del líquido a medir: Cuanto mayor es el nivel, menor es la resistencia establecida y viceversa. Esto se procesa, y termina siendo una corriente entre 4 ( nivel “0”) y 20 mA (nivel máximo). Así de simple.
Pero, ahondando un poco más en detalle, lo que estamos midiendo es la corriente drenada por el sensor, en función de la conductividad de la solución y el largo del electrodo central sumergido.
Como la conductividad depende de la temperatura de la solución y el tipo y concentración de las sales disueltas, variables que el equipo no maneja, se parte de una medición de conductividad previa, realizada por el “apéndice” de la varilla central, el cual está, siempre, 100% sumergido.
La conductividad de la solución modula, en forma inversamente proporcional, a la tensión aplicada a la varilla central. La corriente drenada desde este electrodo, se transforma en una tensión proporcional al nivel. Con la adición de una tensión de “offset” y una nueva transformación a corriente, obtenemos los 4 a 20 mA.
Como detalles dignos de mención, se aclara que las tensiones aplicadas a los electrodos, son las originadas por un oscilador “senoidal puro” y “estabilizado en tensión”, de aproximadamente 1kHz.
Los sensores son tan diversos como los principios físicos en los que se basan.
En la actualidad para medir cualquier variable física tenemos diversos tipos de sensores, con sus ventajas y desventajas.
Los sensores más comunes y conocidos son los de proximidad física y, con ellos comenzamos estas notas.
En ciertas aplicaciones peligrosas, los microinterruptores que eran a prueba de explosión han sido reemplazados con gran éxito con los sensores electrónicos de seguridad intrínseca.
La calidad de Seguro Intrínsecamente es para aquel sensor que por potencia disipada o por la corriente eléctrica que emplea, no puede iniciar un incendio.
El Sensor de Velocidad.
Algunos sensores de velocidad están hechos con una bobina móvil fuera de un imán estacionario. El principio de operación es el mismo. Un otro tipo de transductor de velocidad consiste en un acelerómetro con un integrador electrónico incluido. Esta unidad se llama un Velómetro y es en todos los aspectos superior al sensor de velocidad sismico clásico.
El sensor de velocidad fue uno de los primeros transductores de vibración, que fueron construidos. Consiste de una bobina de alambre y de un imán colocados de tal manera que si se mueve el carter, el imán tiende a permanecer inmòvil debido a su inercia. El movimiento relativo entre el campo magnético y la bobina induce una corriente proporcional a la velocidad del movimiento. De esta manera, la unidad produce una señal directamente proporcional a la velocidad de la vibración. Es autogenerador y no necesita de aditamentos electrónicos acondicionadores para funcionar. Tiene una impedancia de salida eléctrica relativamente baja que lo hace relativamente insensible a la inducción del ruido.
Aun tomando en cuenta estas ventajas, el transductor de velocidad tiene muchas desventajas, que lo vuelven casi obsoleto para instalaciones nuevas, aunque hoy en dia todavia se usan varios miles. Es relativamente pesado y complejo y por eso es caro, y su respuesta de frecuencia que va de 10 Hz a 1000 Hz es baja. El resorte y el imán forman un sistema resonante de baja frecuencia, con una frecuencia natural de 10 Hz. La resonancia tiene que ser altamente amortiguada, para evitar un pico importante en la respuesta a esta frecuencia. El problema es que la amortiguación en cualquier diseño práctico es sensible a la temperatura, y eso provoca que la respuesta de frecuencia y la respuesta de fase dependan de la temperatura.
Sensor de conductividad
Se realizó una búsqueda en Internet de diferentes sensores de conductividad, y se consultó a proveedores locales.
El principal inconveniente que surge a la hora de instalar un sensor de conductividad en una estación remota es el del ensuciamiento. Un conductivímetro tradicional con electrodos, sumergido en agua de río, requeriría limpiezas con una frecuencia de unas pocas horas, porque los barros que se depositan alterarían los resultados de las mediciones.
Una alternativa es la utilización de sensores de conductividad inductivos o “toroidales”, en los cuales el elemento sensor propiamente dicho no se encuentra en contacto directo con el agua. Estos sensores se encuentran disponibles en el mercado, pero a un costo inaccesible para el presupuesto de este proyecto. Sin embargo, al ser estos sensores una potencial solución al problema del ensuciamiento, se decidió construir uno.
El principio de funcionamiento se muestra en la Figura 1. Se conecta a una fuente de tensión alterna una bobina arrollada en un núcleo toroidal de ferrite. Esta bobina produce un campo eléctrico en el agua, por lo que se induce una corriente en la misma. El agua actúa como una espira en cortocircuito en torno a este toroide y también en torno a un toroide secundario en el cual se encuentra arrollada otra bobina, sobre la cual se induce una fuerza electromotriz, que es medida y resulta proporcional a la conductividad del agua. Los núcleos toroidales y las bobinas se encuentran dentro de una carcaza, por lo que no están en contacto con el agua y el ensuciamiento y la corrosión son problemas menores.
Figura 1. Principio de funcionamiento de un sensor de conductividad inductivo
La corriente en la bobina 1 será:
;
donde es la corriente máxima y la frecuencia angular. De acuerdo a la definición del coeficiente de autoinductancia L:
;
donde 1 es el flujo de campo magnético a través de la bobina y N1 es el número de vueltas de la bobina. Por lo tanto:
;
es decir:
.
De acuerdo con la ley de Lenz, la fuerza electromotriz inducida en el agua será:
;
y la corriente que circula por el agua, por lo tanto, será:
;
donde Ra es la resistencia que ofrece el agua al paso de la corriente. Si aplicamos la ley de Ampere a una circunferencia imaginaria concéntrica con el eje del segundo toroide y en el interior del mismo:
;
donde B2 es el campo magnéticoy la permeabilidad magnética del ferrite. Como B2 es constante en el interior del toroide, podemos obtenerlo como:
.
De acuerdo a la definición de flujo, y reemplazando:
.
De acuerdo con la ley de Faraday:
.
Si mantenemos constantes la frecuencia y la amplitud en la fuente de tensión alterna, obtenemos que:
; (a)
donde y ’ son constantes y es la conductividad eléctrica de la solución.
La expresión (a) demuestra que la fem generada en el toroide secundario, que resulta perfectamente mesurable, es proporcional a la conductividad del líquido. De modo que con la construcción de una curva de calibrado, utilizando un buen conductímetro como patrón de comparación, se puede acceder a un instrumento adecuado a los fines propuestos.
Se realizó una búsqueda de patentes (3), a partir de las cuales, y con varias modificaciones, se construyó un prototipo del sensor, con los núcleos dentro de una carcaza de aluminio que actúa como aislante de los campos eléctricos externos. La carcaza se recubrió con pintura epoxi para protegerla de la corrosión. Consultando manuales técnicos (4) y realizando experiencias en laboratorio se determinaron los parámetros óptimos del sensor, tales como número de vueltas en el primario y en el secundario de las bobinas, dimensiones del sensor y frecuencia de la señal del primario.
Los rangos estimados de medición en agua del río Salado se encuentran entre los 800 S/cm y los 12000 S/cm. Se realizaron experiencias en las que se contrastó la señal del secundario del sensor con la lectura de un conductivímetro Horiba B-173. Se utilizaron soluciones de Na Cl de conductividades entre 190 S/cm y 12500 S/cm. La señal en el primario provenía de una fuente de corriente alterna de 51.12 kHz y 8,1 V eficaces. Los resultados muestran la linealidad del sensor, como puede observarse en el Gráfico 1.
SENSOR DE LUZ
Un sensor de luz detecta la iluminancia. Permite gobernar automáticamente las escenas de luz en función de la luz natural. En los espacios interiores es posible obtener una iluminancia constante a través de la combinación de la luz natural variable con una instalación de iluminación, p.ej. para cumplir ciertos requisitos mínimos vigentes para puestos de trabajo, o bien para limitar el efecto de las radiaciones sobre los objetos expuestos en algún museo. Si se tiene instalado un sensor de luz diurna en el techo (sensor exterior), éste mide la iluminancia de la luz natural y gobierna, a base de ésta, la iluminación en los espacios interiores. Si el sensor de luz está dentro del local (sensor interior), éste mide la suma de la iluminancia resultante de la luz natural incidente y la iluminación en el local, al objeto de regular la iluminación en función de la luz natural. El primero de estos procesos se denomina control; el otro, con el circuito, es llamado regulación. En combinación con un control de escenas, se da la posibilidad de una regulación de las escenas de luz en función de la luz natural, por ejemplo mediante un interruptor crepuscular. Del mismo modo es posible regular la protección contra los rayos solares mediante el control de sensores.
CARACTERÍSTICAS DEL SENSOR DE LUZ
CARACTERÍSTICAS:
La resistencia ajustable sirve para controlar manualmente el límite de luz o umbral de disparo del sensor, es decir podemos ajustar la sensibilidad del dispositivo, actuando sobre esta resistencia.
Con el jumper podemos variar la configuración del sensor y así decidir su forma de funcionamiento. Que se active por exceso o por defecto de luminosidad.
a) Con la cápsula del jumper quitada, cuando el grado de luminosidad no llegue al ajustado, el diodo bicolor tendrá un color rojo y el monocolor estará apagado. No emitirá ninguna señal de salida a la placa. Cuando se supere el umbral de luz el diodo bicolor se iluminará de color verde y el monocolor de naranja. Estará emitiendo señal a la placa.
b) Con la cápsula del jumper puesta, si el grado de luminosidad no llega a la del umbral determinado, el diodo bicolor se iluminará de color rojo y el monocolor de naranja. El sensor dará señal a la placa. En el momento que el grado de luminosidad sea superior al ajustado en la resistencia variable, el diodo bicolor se iluminará de color verde y el monocolor se apagará dejando de enviar señal alguna a la placa.
SENSORES DE PH
Las tecnologías disponibles para la medición de pHpueden clasificarse en dos grandes grupos: Electroquímicos y Ópticos.
A. Sensores electroquímicos
Son aquellos que utilizan dispositivos que transducen laactividad química del ión de hidrógeno en una señal eléctrica. En esta categoría se destacan aquellos sensores que cuentan con Electrodos de Ion Selectivo (ISE por sus siglas en inglés): de vidrio, de membrana líquida y de metal-óxido de metal. Una sección aparte merecen los ISFET (Ion Selective Field Effect Transistor).
Los ISEs pueden pensarse como una “celda electroquímica”, donde uno de sus electrodos es la referencia y el otro se inserta en la solución a la cual se le quiere medir el pH. Ese segundo electrodo cuenta con una membrana, que para el caso del pH, es sensible al ión hidrógeno (ver figura 2). Como cualquier celda electroquímica, entre los electrodos se genera una diferencia de potencial según la ecuación de Nernst (ecuación 3), que es lo que efectivamente se mide y que está relacionada directamente con la medida de pH de la solución.
= + [H +] F E E0 RT ln (3)
Donde: R es la constante de los gases y vale 8,31 ºK- 1mol-1, T es la temperatura en ºK, F es la constante de Faraday que vale 96485 C y E0 es una constante que agrupa una serie de potenciales: en primer lugar el valor del voltaje de referencia, pero también otros que aparecen en la pila y que escapan al alcance de este trabajo. Sin embargo se quiere mencionar que estos potenciales varían con el tiempo y es lo que provoca que se requiera una calibración periódica. Asimismo E0 depende de la temperatura. Figura 2: Modelo de “celda electroquímica” para un sensor de pH basado en el electrodo de membrana de vidrio selectivo al ión H+ (Figura sacada de [1]).
El modelo de sensor, basado en el electrodo de vidrio formando parte de una celda electroquímica, es el más ampliamente difundido y es el que aparece en los textos de enseñanza a nivel superior (por ejemplo ver [2]). Tiene la ventaja de ser relativamente sencillo, a pesar de que hay fenómenos que no logra explicar. No entraremos en esos aspectos ya que exceden el alcance de este trabajo pero se deja constancia que existen modelos mas complejos, aunque no tan difundidos, basados en la ecuación de Boltzman que parecerían modelar de forma mas adecuada el funcionamiento del sensor (véase por ejemplo [3]).
En la realización de estudios prologados, la deriva de los sensores es el parámetro más relevante. Como la característica pH-Voltaje va variando con el tiempo es necesario calibrar, y por lo tanto suspender el estudio, para mantener las medidas dentro de un precisión aceptable.
Los ISE requieren calibración y limpieza periódica. Para mantener una precisión de 0,1 unidades de pH es necesario
calibrar semanalmente. [1]
EL SENSOR DE PH DE VIDRIO ES UN ESTÁNDAR A NIVEL
industrial y de laboratorio. Su principio de funcionamiento se conoce desde principios de siglo XX y su uso está ampliamente generalizado y sus resultados ampliamente validados, al punto que el patrón de la medida de pH se basa en un electrodo de vidrio. El electrodo entra en contacto con el analito a través de una membrana de vidrio sensible al ión hidrógeno. Las características de esta membrana hacen que el sensor tenga una resistencia de salida muy grande (decenas o centenas de MΩ) y sea necesario mantenerlo húmedo. Logran una precisión muy buena (0,01) y tienen tiempos de vidas relativamente cortos (1 año). Los costos varían entre 30 y 300 dólares. [1]
Los electrodos de membrana líquida son similares al electrodo de vidrio excepto que la membrana es un polímero orgánico saturado con un intercambiador iónico líquido. Por más detalles puede consultarse [5]. Los electrodos de estado sólido consisten en metales cuya superficie está recubierta parcialmente por una capa de óxido del mismo metal. Entre ellos, el más utilizado es el electrodo de antimonio. Es resistente, adecuado para el registro continuo y operaciones de control. Su intervalo de utilización es de pH 2 a 8. Otros electrodos metal-óxidometálico bastante utilizados son los de teluro, tugsteno, y molibdeno. [6]
B. Sensores ópticos.
Estos sensores se basan en “indicadores ópticos” de pH que cambian sus propiedades ópticas en función del analito. Dependiendo de la propiedad óptica que cambia, los sensores pueden clasificarse en: sensores de absorbancia o luminiscencia. En los sensores de absorbancia la relación entre.
SENSORES DE PROXIMIDAD
Estos sensores pueden estar basados en algo simple como en la operación mecánica de un actuador o, tan complejo como en la operación de un sensor de proximidad fotoeléctrico con discriminación de color.
MICROINTERRUPTORES
Los microinterruptores son de muy diversas formas pero todos se basan en la operación por medio de un actuador mecánico. Este actuador mecánico mueve a su vez una lengüeta metálica en donde están colocados los contactos eléctricos, y los abre o cierra de acuerdo con la disposición física de estos contactos. En las figuras acompañantes se observan algunas de las formas que toman los actuadores mecánicos según su aplicación.
Desde el punto de vista eléctrico son extremadamente simples, ya que consisten en uno o varios juegos de contactos con cierta capacidad de conducción a cierto voltaje. Estos contactos pueden ser de apertura instantánea (“snap”) o lenta, y de contactos de operación traslapada o de abre y cierra.
INDUCTIVOS
Tanto estos sensores como los de efecto capacitivo y ultrasónico presentan las ventajas siguientes: Conmutación: * Sin desgaste y de gran longevidad.
- Libre de rebotes y sin errores de impulsos.
- Libres de Mantenimiento.
- De Precisión Electrónica.
- Soporta ambientes Hostiles.
Los sensores inductivos consisten en una bobina cuya frecuencia de oscilación cambia al ser aproximado un objeto metálico a su superficie axial. Esta frecuencia es empleada en un circuito electrónico para conectar o desconectar un tiristor y con ello, lo que esté conectado al mismo, de forma digital (ON-OFF) o, analógicamente. Si el objeto metálico se aparta de la bobina, la oscilación vuelve a empezar y el mecanismo recupera su estado original.
Estos sensores pueden ser de construcción metálica para su mayor protección o, de caja de plástico. Y pueden tener formas anular, de tornillo, cuadrada, tamaño interruptor de límite, etc.
Además, por su funcionamiento pueden ser del tipo empotrable al ras en acero o, del tipo no empotrable. Los del tipo no empotrable se caracterizan por su mayor alcance de detección, de aproximadamente el doble.
La técnica actual permite tener un alcance de hasta unos 100 mm en acero. El alcance real debe tomarse en cuenta, cuando se emplea el mismo sensor en otros materiales. Ej: Para el Acero Inoxidable debe considerarse un 80% de factor de corrección, para el Aluminio un 30 % y para el cobre un 25%.
Ciertos marcas fabrican estos sensores en dos partes, una parte es el sensor propiamente dicho y el otro es el amplificador de la señal de frecuencia mencionada arriba, con el fin de usarlos en zonas peligrosas. A estos sensores se les conoce como de “Seguridad Intrínseca”.
Eléctricamente se especifican por el voltaje al que trabajan (20–40 V C.D., 90–130 V C.A., etc. ) y por el tipo de circuito en el que trabajan ( dos hilos, PNP, NPN, 4 hilos, etc.). Generalmente los tipos en corriente directa son más rápidos - Funcionan en aplicaciones de alta frecuencia. - que los de corriente alterna.
CAPACITIVOS
Existen muchas aplicaciones que requieren el sensar a distancia materiales no metálicos y, para ello se emplea este tipo de sensor que usa el efecto capacitivo a tierra de los objetos a sensar. Ejemplos: Presencia de agua en un tubo o el cereal dentro de una caja de cartón.
El elemento funcional primario del sensor capacitivo de proximidad es un oscilador de alta frecuencia con un electrodo flotante en el circuito de base de un transistor. En el estado de inactividad hay un campo ruidoso en la región de base, que representa el área activa del sensor de proximidad. Cuando un objeto aparece dentro del área activa, empiezan las oscilaciones. La etapa de conmutación rectifica las oscilaciones de alta frecuencia y la señal continua resultante se aplica a la etapa de salida. La etapa de conmutación incluye un sistema de señal de retroalimentación, el nivel del cual puede ajustarse en algunos modelos, a través de un potenciómetro; esto capacita el sensor de proximidad de variar su sensibilidad de respuesta.
Principalmente se emplean para líquidos y sólidos no metálicos y, externamente son muy parecidos a los sensores inductivos (Ver arriba).
Tanto los sensores inductivos como los capacitivos tienen una distancia máxima de accionamiento, que depende en gran medida del área de la cabeza sensora (bobina o electrodo), por ello a mayor diámetro, mayor distancia máxima.
Además, la distancia de sensado siempre se especifica para agua en estado líquido pero, para otros materiales es diferente. Para el vidrio se tiene que considerar un factor de corrección del 65%, mientras que para el agua congelada del 30%.
Además de los voltajes y circuitos mencionados en los inductivos, existe también en los sensores capacitivos un tipo con salida analógica (4–20 mA).
SENSORES DE RELUCTANCIA VARIABLE. Existen ciertos casos donde las condiciones físicas de operación requieren un sensor a prueba de casi todo. La solución acostumbrada son los sensores de reluctancia variable.
Funcionan de la siguiente manera: El campo de un imán permanente es deformado al paso de un objeto de alta reluctancia, como los dientes de un engrane metálico; este cambio en el campo induce un voltaje en una bobina colocada rodeando al imán. La magnitud de este voltaje depende de la velocidad con la que el diente en nuestro ejemplo pasa frente al campo magnético y, cuando es suficientemente grande (4500 mm/seg), puede ser empleado en contadores o indicadores de velocidad directamente.
En nuestro medio usualmente se conocen estos sensores como de “Pick Up” magnético. Y, tienen forma de cilindro metálico, a manera de un tornillo.
SENSORES FOTOELECTRICOS
Estos sensores son muy usados en algunas industrias para contar piezas, detectar colores, etc., ya que reemplazan una palanca mecánica por un rayo de luz que puede ser usado en distancias de menos de 20 mm hasta de varias centenas de metros, de acuerdo con los lentes ópticos empleados.
Funcionan con una fuente de luz que va desde el tipo incandescente de los controles de elevadores a la de estado sólido modulada (LED) de los detectores de colores. Y operan al detectar un cambio en la luz recibida por el fotodetector.
Los fotodetectores son típicamente fotodiodos o fototransistores, inclinándose los fabricantes por los primeros por su insensibilidad a campos de radiofrecuencia, que podrían causar interferencia.
Algunos modelos de estos sensores son fabricados con inmunidad a la luz solar incidente o reflejada. Para ello emplean haces de luz modulada que únicamente pueden ser detectados por receptores sintonizados a la frecuencia de modulación.
Los diferentes tipos de sensores se agrupan por el tipo de detección:
a) Sensores de Transmisión Directa. Cuando existe un receptor y un emisor apuntados uno al otro. Tiene este método el más alto rango de detección (hasta unos 60 m).
b) Sensores Reflex. Cuando la luz es reflejada por un reflector especial cuya particularidad es que devuelve la luz en el mismo ángulo que la recibe ( 9 m de alcance).
c) Sensores Reflex Polarizados. Son prácticamente iguales a los del tipo anterior, excepto que, el emisor tiene un lente que polariza la luz en un sentido y el receptor otro que la recibe mediante un lente con polarización a 90 ° del primero. Con ésto, el control no responde a objetos muy brillosos que pueden reflejar la señal emitida (5m de alcance).
d) Sensores de Foco Fijo. Cuando la luz es reflejada difusamente por el objeto y es detectado por el hecho de que el transmisor y el receptor están estereoscópicamente acoplados, evitando con ello interferencia del fondo (3.5 m de alcance).
e) Sensores de detección difusa. Iguales a los anteriores pero los lentes son divergentes, y se usan para detectar objetos muy próximos (1.5 m de alcance).
f) Sensores de Fibra Optica. En este tipo, el emisor y receptor están interconstruídos en una caja que puede estar a varios metros del objeto a sensar. Para la detección emplean los cables de fibra óptica por donde circulan los haces de luz emitido y recibido. La mayor ventaja de estos sensores es el pequeño volumen o espacio ocupado en el área de detección.
PNEUMATICOS DE PROXIMIDAD
Algunas veces por su simpleza olvidamos que existen sensores que detectan la presencia o la falta de una presión neumática, y que se han usado por años en las industrias papeleras para controlar que el enrrollado del papel sea parejo.
Estos sensores son extremadamente confiables y requieren muy poco mantenimiento.
SENSORES ULTRASONICOS
Los sensores ultrasónicos son empleados en las industrias químicas como sensores de nivel por su mayor exactitud en presencia de burbujas en los reactores.
Funcionan al igual que el sistema de sonar usado por los submarinos. Emiten un pulso ultrasónico contra el objeto a sensar y, al detectar el pulso reflejado, se para un contador de tiempo que inició su conteo al emitir el pulso. Este tiempo es referido a distancia y de acuerdo con los parámetros elegidos de respuesta (“Set Point”) con ello manda una señal eléctrica digital o analógica.
La técnica actual permite la fabricación de estos sensores con un rango de detección desde 100 mm hasta unos 6000 mm con una exactitud de 0.05%.
Estos sensores son empleados con gran éxito sobre otros tipos de sensores para detectar objetos a cierta distancia que son transparentes o extremadamente brillosos y no metálicos.
SENSORES MAGNETICOS
De los sensores magnéticos tenemos los siguientes tipos: los mecánicos o tipo “reed”, los de tipo electrónico o de efecto Hall y, los transformadores lineales variables (LVDT).
Los sensores de tipo “reed” tienen gran difusión al emplearse en muy bajos voltajes, con lo que sirven de indicador de posición a PLCs y, además, por emplearse como indicador de posición de los cilindros neumáticos de émbolo magnético de las marcas que tienen mayor difusión.
Los sensores de efecto Hall, son semiconductores y por su costo no están muy difundidos pero en codificadores (“encoders”) de servomecanismos se emplean mucho.
Los transformadores lineales variables (LVDT) proporcionan una lectura de posición, usando la inductancia mutua entre dos embobinados. Un núcleo magnético móvil acopla el voltaje de excitación en corriente alterna a los dos secundarios. La fase y la amplitud del voltaje del secundario varía de acuerdo con la posición del núcleo. Cuando el núcleo está enmedio de los embobinados, los voltajes de ambos están 180 grados defasados y son de igual magnitud, por lo que el voltaje neto es cero. Cuando el núcleo se mueve hacia la escala positiva, la señal en fase con la onda de entrada crece y viceversa cuando el núcleo se mueve hacia la escala negativa.
Sensores tilt (inclinación), metálicos, vidrio y plásticos.
Movimiento y vibración.
Tip-over. Sensores lineales de inclinación.
Aceleración y shock.
Switches de nivel de líquidos. Metálicos y plásticos.
Sensores de proximidad. Metálicos y plásticos.
Reed switches.
Sensores de humedad
Sensores de presión
Sensores de Gas
Transductores de ultrasonido
