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¿Qué es un Sensor de Vibración?

Un sensores de vibración es un elemento sensor para medir el estado de vibración de una máquina u objeto.

Los sensores de vibración son necesarios para determinar y controlar el estado de vibración de las máquinas. Tres indicadores de la vibración de un objeto son la aceleración, la velocidad y el desplazamiento. Los sensores de vibración miden estas magnitudes físicas indicativas y las convierten en magnitudes eléctricas como la tensión y la corriente.

Generalmente, los sensores de vibración están disponibles en dos configuraciones: de contacto y sin contacto. En función de la magnitud física que se desee medir (aceleración, velocidad o desplazamiento) y de la situación del objeto, estos dos tipos de sensores de vibración deben utilizarse por separado. Además, la magnitud y el rango de frecuencias del objeto que se mide, así como el entorno de medición, se tienen en cuenta en la selección detallada del sensores de vibración para mejorar la precisión de la medición.

Aplicaciones de los Sensores de Vibración

Los sensores de vibración se utilizan en equipos de producción y en investigación y desarrollo. En las instalaciones de producción, los sensores de vibración son útiles en el mantenimiento preventivo para detectar fallos y daños en los equipos en una fase temprana. El uso de sensores puede evitar enormes costes de reparación y una menor eficiencia de la producción debido a averías y daños.

En los últimos años, se han utilizado pequeños sensores de vibración en equipos de producción, principalmente para el diagnóstico de máquinas y el mantenimiento predictivo utilizando la tecnología IoT. Un ejemplo del uso de sensores de vibración en el campo de la investigación y el desarrollo es la medición de vibraciones en pruebas de productos y de resistencia.

Los sensores de vibración también se utilizan para la evaluación del confort de los pasajeros, especialmente en la industria del automóvil. Otras aplicaciones en el campo del equipamiento industrial abarcan desde equipos eléctricos y vehículos hasta robots de producción.

Principios de los Sensores de Vibración

Como se ha mencionado anteriormente, existen dos tipos de configuraciones de sensores de vibración: de contacto y sin contacto. Los sensores de vibración de contacto se utilizan para medir la aceleración, mientras que los sensores de vibración sin contacto se utilizan para medir la velocidad y el desplazamiento.

En esta sección se presentan los principios de cada uno de los sensores de vibración adecuados para las distintas mediciones de vibraciones (aceleración, velocidad y desplazamiento).

1. Tipo de Contacto: Sensores Piezoeléctricos de Detección de Aceleración

Los sensores piezoeléctricos utilizan el efecto piezoeléctrico en materiales piezoeléctricos. El efecto piezoeléctrico es un fenómeno en el que un material piezoeléctrico (elemento piezoeléctrico), como un monocristal de cuarzo, genera una carga eléctrica en su superficie cuando se somete a una fuerza. El efecto piezoeléctrico produce una señal eléctrica correspondiente a la aceleración. 

2. Sin Contacto: Sensores Láser Doppler con Detección de Velocidad

Los sensores láser Doppler utilizan el efecto Doppler. El sensor emite un haz láser sobre el objeto vibrante y convierte el cambio de frecuencia del haz láser reflejado por el objeto vibrante en una tensión como cambio de velocidad, detectando así la velocidad de la vibración.

3. Sin Contacto: Sensores Capacitivos de Detección de Desplazamiento

Los sensores capacitivos se basan en el principio de medir la capacitancia entre el sensor y el objeto a medir y calcular la distancia. Cuando cambia la distancia entre el sensor y el objeto a medir, cambia el valor de la capacitancia, midiendo así el desplazamiento de la vibración.

Más Información sobre Sensores de Vibración

1. Elementos de Detección de los Sensores de Vibración

En muchos casos, la vibración alterna entre estados mayores y menores que el valor medio o de referencia, y esta vibración consta generalmente de tres elementos: amplitud, frecuencia y fase.

En particular, las vibraciones que se repiten a intervalos regulares se conocen como vibraciones armónicas y constan de una sola frecuencia. En tales casos, el desplazamiento, la velocidad y la aceleración son los siguientes. Diferenciando el desplazamiento, puede obtenerse la velocidad, y diferenciando la velocidad, puede obtenerse la aceleración.

• Desplazamiento d = Dsin (ωt + Φ)
• Velocidad v = Vcos (ωt + Φ)
• Aceleración a = – Asin (ωt + Φ)

donde D: amplitud simple, ω: cada velocidad ω = 2πf, f: frecuencia f = 1/T, T: periodo (segundos), Φ: fase inicial.

Los tipos de sensores de vibración utilizados para detectar esta vibración armónica incluyen sensores de aceleración (tipo piezoeléctrico), sensores de velocidad (tipo electrodinámico) y sensores de desplazamiento sin contacto (tipo corrientes de Foucault). De éstos, los acelerómetros piezoeléctricos en particular se caracterizan por su capacidad para cubrir una amplia gama de frecuencias.

2. Cómo se Utilizan los Sensores de Vibración

A modo de ejemplo, se describe el uso de sensores de vibración piezoeléctricos para la monitorización de vibraciones. sensores de vibración piezoeléctricos utilizan el efecto piezoeléctrico y generan y emiten una carga eléctrica proporcional a la fuerza externa aplicada. Los sensores de vibración piezoeléctricos del tipo de salida de carga son particularmente ventajosos en términos de miniaturización.

Es importante fijar firmemente el sensor al objeto no medido con pernos prisioneros. Si el sensor no se fija firmemente, puede mostrar características de filtro con características peculiares de amortiguación en la respuesta de frecuencia, etc., lo que imposibilita una medición precisa. Otros métodos de fijación incluyen el uso de adhesivos o imanes.

El análisis de frecuencia se utiliza ampliamente para analizar los datos detectados por sensores de vibración. El análisis de frecuencia es un método mediante el cual se examina la forma de onda medida en busca de componentes de frecuencia e intensidad, proporcionando una indicación de si la vibración de un objeto se encuentra en condiciones normales de funcionamiento o no.

¿Qué es un Transistor de Potencia?

Los transistores de potencia son interruptores que utilizan una lámina de PET u otra “película fina”, que es lo que significa membrana, como punto de contacto en un circuito.

Los transistores de potencia se utilizan mucho como pulsadores en electrodomésticos, equipos de inspección y otros dispositivos que requieren un accionamiento manual. Los Transistores de Potencia tienen contactos en el circuito de conmutación dentro de una lámina de película fina. El interruptor se conecta presionando manualmente la lámina delgada.

Debido a su estructura, el interruptor no está expuesto al aire exterior, lo que lo convierte en un interruptor muy resistente al polvo y al agua. Los transistores de potencia incluyen productos que utilizan un disco en su interior para dar una sensación de clic cuando se pulsa el interruptor, y productos con letras, números, etc. impresos en una lámina en la superficie. La variedad es amplísima, incluso con diferencias detalladas.

Usos de los Transistores de Potencia

Los transistores de potencia se utilizan ampliamente para conexiones de interruptores en circuito en productos que requieren la pulsación manual de botones e interruptores. Algunos ejemplos son electrodomésticos, equipos electrónicos, equipos de inspección, equipos de laboratorio y componentes de automoción. Los transistores de potencia también se utilizan mucho en otros productos de nuestro entorno.

• Piezas de entrada de números y signos en calculadoras
• Botones de lavadoras domésticas
• Botones de operación en equipos ofimáticos como fotocopiadoras y teclados de PC
• Botones para paneles de operación a prueba de viento y lluvia en aparcamientos con monedas

A la hora de seleccionar un transistor de potencia, hay que tener en cuenta las distintas especificaciones que se le exigen a un interruptor, como la resistencia al calor, la durabilidad y el tamaño, además de las propiedades a prueba de polvo y agua que caracterizan a los transistores de potencia.

Principios de los Transistores de Potencia

El principio de un transistores de potencia se basa en el funcionamiento de un interruptor mecánico de película fina, en el que se presiona con un dedo una lámina superficial de película fina, como una lámina de PET, haciendo que la lámina de contacto superior interna entre en contacto con la lámina de contacto inferior, que está laminada a través de un espaciador, y que los puntos de contacto se toquen entre sí para activar el interruptor.

La hoja superficial es la que el usuario toca realmente con las manos, y está impresa con números y letras, y algunos productos son impermeables. Los botones conductores se fijan a la hoja de contacto superior y los componentes de la hoja de contacto inferior son botones y cableado de circuito que coinciden con la hoja de contacto superior.

El espaciador impide que el botón de la lámina de contacto superior y el botón de la lámina de contacto inferior entren en contacto en condiciones normales y tiene un orificio que coincide con el botón. Cuando se pulsa el botón, se empuja toda la hoja y los contactos entran en contacto entre sí para activarse. La lámina de soporte se utiliza para unir el transistores de potencia al dispositivo que utiliza el interruptor de membrana.

Esta configuración de lámina es la base de los transistores de potencia, pero la lámina de superficie también puede servir como lámina de contacto superior, o se puede utilizar una cúpula metálica o en relieve en combinación para conseguir una sensación de clic.

Tipos de Transistores de Potencia

Existe una gran variedad de tipos de transistores de potencia, debido a su versatilidad y variedad de aplicaciones. Los tres tipos básicos son los siguientes

1. Tipo Plano

Con una superficie plana y sin irregularidades, estos interruptores pueden adelgazarse fácilmente. También tiene la estructura más sencilla y puede colocarse libremente. Sin embargo, no hay sensación de clic cuando se pulsa el interruptor.

2. Tipo en Relieve

La hoja de superficie tiene una superficie en relieve, que da una sensación de clic y golpe cuando se pulsa el interruptor.

3. Tipo Cúpula Metálica

Se incorpora una placa metálica llamada cúpula metálica dentro de la hoja de superficie para proporcionar una sensación mecánica de clic.

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1. Transistores de Potencia con LED Incorporado

Los transistores de potencia son estructuralmente de varias capas, por lo que se pueden montar LEDs en su interior para facilitar visualmente el encendido y apagado del interruptor. La lámina de membrana es de PTFE transparente.

Las láminas de membrana suelen estar fabricadas con láminas transparentes de PET, y cuando se quieren expresar múltiples funciones utilizando los colores de emisión de los LED vecinos, es necesario idear la disposición de los LED y la estructura de las capas internas para evitar fugas de luz.

2. Transistores de Potencia para Aplicaciones de Automoción

Los transistores de potencia se utilizan en aplicaciones de automoción y se emplean en aplicaciones de sensores para detectar ocupantes. Con la introducción del uso obligatorio del cinturón de seguridad, los fabricantes de automóviles han creado sistemas para recordar a los pasajeros que deben abrochárselo.

Los transistores de potencia están incrustados en la superficie del asiento y se activan al hundirse ésta cuando el ocupante se sienta. Es posible detectar si una persona está sentada en el asiento por si el transistores de potencia está activado o no. En muchos casos, se utilizan transistores de potencia del tamaño de la palma de la mano para evitar fallos de funcionamiento, como que el interruptor no funcione debido a una posición de asiento irregular.

3. Teclados de PC

El principal uso actual de los transistores de potencia es en los teclados de PC. Los circuitos de cableado de los distintos interruptores para las múltiples teclas se forman en un proceso de impresión en una gran hoja que cubre todo el teclado. A continuación, se fijan varios botones conductores que se activan al pulsar las teclas.

Una estructura opuesta es el teclado con estructura mecánica. Los teclados mecánicos se caracterizan por su sensación táctil, ya que las teclas son independientes entre sí. Sin embargo, la complejidad de la estructura hace que sean más caros, por lo que resulta comparativamente más barato utilizar transistores de potencia, que tienen una estructura sencilla y son adecuados para la producción en masa. En la actualidad, los transistores de potencia se utilizan mucho en muchos teclados de PC porque son fáciles de hacer más finos y son resistentes al polvo y al agua.

¿Qué es una Polea?

Una polea es una polea que se utiliza para elevar un objeto mediante un cable, alambre o correa. Tiene la misma estructura que una polea, pero las poleas utilizadas para cintas transportadoras y correas planas no suelen llamarse poleas. Tienen una ranura en el centro y un borde elevado, y suelen estar fabricadas para evitar que la cuerda o el alambre se salgan de la polea. La conexión al eje está provista de un cojinete, pero cuando se utilizan en grúas, se emplea un cojinete resistente porque se aplica una carga muy pesada a una parte de la polea.

Usos de las Poleas

Las poleas se utilizan para elevar y mover objetos mediante cuerdas, alambres, cables metálicos, correas y cables. Se utilizan en maquinaria de construcción, como grúas, teleféricos y ascensores. Para cargas muy pesadas, como grúas, pueden utilizarse varias poleas en serie para reducir la carga por polea. Al seleccionar una polea, ésta debe ser adecuada para la longitud del diámetro del lóbulo y la carga o velocidad admisibles deben seleccionarse con un factor de seguridad suficiente.

Principio de las Poleas

Una polea está formada por un cilindro con un agujero en el centro, una ranura en el centro de la circunferencia y un borde elevado, un cojinete y un anillo de retención. La anchura de la ranura en el cuerpo de la polea está disponible en varias empresas en una amplia gama de dimensiones para acomodar una variedad de cables y alambres. El cuerpo, los rodamientos y los anillos de retención que componen las poleas se utilizan a menudo en grúas y otras máquinas de construcción, por lo que muchos productos se fabrican con materiales resistentes al desgaste, el polvo y la corrosión. Para los rodamientos, se utilizan productos capaces de soportar grandes cargas a bajas velocidades de rotación.

En funcionamiento, el cable o alambre está en contacto con la ranura de la polea, y cuando se aplica una fuerza de tracción a un lado, la polea gira alrededor de su eje y simultáneamente se mueve en la dirección en la que se tira del cable o alambre. Esto permite que la fuerza aplicada al cable cambie de dirección a través de la polea.

Tamaño de las Poleas

El diámetro nominal D de una polea es el diámetro del círculo primitivo de la polea, que es el diámetro entre los centros del cable cuando el cable pasa a través de la polea. Existen tres grupos de diámetros del círculo primitivo de la polea, que vienen determinados por el número de cordones y por si el cable es de acero inoxidable o no. La clasificación también difiere en función de si la grúa es aérea o móvil. El diámetro del cable d es el diámetro del cable utilizado.

Esta norma D/d está definida por JIS y existen seis normas diferentes. El método de selección es seleccionar el diámetro de la polea a partir del diámetro d del cable o seleccionar el diámetro del cable a utilizar a partir del diámetro nominal D de la polea. Si el tamaño de la polea no se selecciona en función del uso previsto, la carga sobre el cable puede provocar daños prematuros o el cable puede desprenderse de la polea.

Relación entre Poleas y Grúas

Las poleas se utilizan siempre en las grúas que elevan y bajan cargas mediante cables metálicos. El cable sale del tambor y llega al gancho a través de la polea. El gancho está provisto de varias poleas y las cargas pesadas pueden elevarse pasando el cable varias veces por el gancho. En un camión grúa, el cable pasa desde el tambor de cable a través de la polea guía, la polea superior de la pluma, la polea del gancho y la polea del elevador ecológico.

El papel de la polea es importante en una grúa. Una mala rotación de la polea no sólo provoca un desgaste desigual de la polea, sino que también puede dañar el cable metálico. Si el cable está dañado, pueden producirse accidentes debido a la rotura del cable durante el funcionamiento. Por lo tanto, es importante que los cojinetes del centro de la polea se lubriquen periódicamente y se mantengan libres de defectos de rotación.

Además, cuando las grúas trabajan durante un largo período de tiempo en la misma posición, la torsión del cable se concentra en las poleas. La torsión concentrada puede provocar estrías en las poleas, rotura de los filamentos del cable y expulsión del alambre del núcleo. El desgaste de las poleas se incluye en los elementos de inspección y, si el desgaste es excesivo, hay que sustituir la polea.

¿Qué es un Transistor de Potencia?

Los transistores de potencia son transistores con una potencia admisible de 1 W o más en funcionamiento.

Se utilizan en equipos eléctricos que funcionan con grandes corrientes. Las principales funciones de los transistores de potencia son la amplificación de la corriente, la conmutación y la rectificación de la corriente alterna.

Debido a las grandes corrientes que manejan, generan mucho calor durante su funcionamiento, y algunos productos tienen carcasas de metal resistente al calor o llevan aletas anexas para disiparlo. Hay varios tipos de Transistores de Potencia, de los cuales los transistores bipolares de potencia, los MOSFET y los IGBT son ejemplos típicos.

Usos de los Transistores de Potencia

Los transistores de potencia se utilizan para aplicaciones como la conmutación y la amplificación de corriente en equipos eléctricos que requieren una gran corriente para funcionar. Las aplicaciones típicas incluyen electrodomésticos como aires acondicionados, frigoríficos y lavadoras, generación de energía solar y vehículos eléctricos.

Dependiendo de la aplicación, hay que tener en cuenta la corriente y la tensión admisibles, el calor generado durante el funcionamiento y el tamaño. Si el uso previsto es para productos que deben funcionar con gran precisión, también hay que tener en cuenta la velocidad de conmutación y otros factores, como la velocidad de conmutación de la corriente que circula por el circuito y la amplificación de la corriente.

Principios de Funcionamiento de los Transistores de Potencia

El principio de funcionamiento de los transistores de potencia depende del tipo, por ejemplo, transistores bipolares, MOSFET e IGBT.

1. Transistor Bipolar

Un transistor bipolar es un transistor con una estructura formada por tres capas de semiconductores de tipo N y P unidas entre sí. Los semiconductores que componen el transistor bipolar tienen terminales que salen de cada semiconductor, que se denominan “base”, “emisor” y “colector”.

Si se aplica una tensión al emisor y al colector, circula una gran corriente entre el emisor y el colector cuando en la base circula una corriente.

2. MOSFET

Un MOSFET es un transistor con una estructura similar a la de un transistor bipolar. Los terminales se denominan “fuente”, “drenaje” y “puerta”.

Cuando se aplica una tensión a la puerta, fluye una corriente entre la fuente y el drenador. Debido a su capacidad de conmutación a alta velocidad, estos transistores se utilizan en productos que requieren un control rápido.

3. IGBT

Los IGBT son transistores con una estructura similar a los dos anteriores. Los terminales se denominan “puerta”, “emisor” y “colector”.

La estructura es una combinación del emisor y el colector de un transistor bipolar y la puerta adoptada de un MOSFET. Es un tipo de transistor flexible que combina las ventajas de los dos anteriores.

Tipos de Transistores de Potencia

Existen dos tipos principales de transistores de potencia: los transistores bipolares y los transistores de efecto electrolítico. Tenga en cuenta que el término “transistor” se refiere generalmente a los transistores bipolares.

1. Transistor Bipolar

Los transistores bipolares son dispositivos controlados por corriente. Los hay de tipo NPN y PNP, dependiendo de cómo estén apilados los semiconductores. Generalmente tienen tres terminales, dos vías para la corriente de salida (entrada y salida) y una entrada que controla la corriente de salida.

Se suelen utilizar circuitos con el emisor conectado a tierra, con la señal de entrada en la base (B), la alimentación + en el colector (C) y el emisor (E) conectado a tierra. El factor de amplificación de corriente continua de los transistores bipolares se expresa como β o hFE y oscila entre decenas y 200. También existen Transistores de Potencia con estructura Darlington que ganan β (en este caso β se sitúa entre las centenas y los millares).

2. Transistores de Efecto de Campo

Por otro lado, los transistores de efecto campo son dispositivos controlados por tensión; vienen en estructuras de canal N o P.

Suelen tener tres terminales, dos vías para la tensión de salida (entrada y salida) y una entrada que controla la tensión de salida. Se suele utilizar un circuito fuente-tierra, con la señal de entrada en la puerta (G), la alimentación + en el drenaje (D) y la fuente (S) conectada a tierra.

El factor de amplificación de tensión continua de un transistor de efecto electrolítico se expresa en términos de conductancia mutua (gm). En términos de características de conmutación, es superior al transistor de Potencia y es un dispositivo de conmutación utilizado a menudo en fuentes de alimentación conmutadas.

Más Información sobre los Transistores de Potencia

Identificación de los Transistores NPN y PNP

Si falla un transistor, que se suele utilizar en las secciones de salida y alimentación, la salida del circuito puede perderse o volverse inestable. Por lo tanto, es importante comprobar si el transistor ha fallado.

1. Transistor NPN
Para los transistores NPN (2SC o 2SD), compruebe lo siguiente

• Base (B) positiva, continuidad hacia el colector (C) y sin comunicación en sentido inverso
• Base (B) positiva, continuidad a emisor (E) y sin continuidad en sentido inverso
• Colector (C) – emisor (E) no conductor en ninguna dirección

Si los tres se mantienen, el transistor está bien.

2. Transistores PNP
En el caso de un transistor PNP (2SA o 2SB), el sentido inverso es verdadero, compruebe lo siguiente

• Colector (C) positivo, conductor hacia la base (B) y no conductor en el sentido inverso
• Emisor (E) positivo, conductor hacia la base (B) y no conductor en el sentido inverso
• Colector (C) – emisor (E) no conductores en ambos sentidos

Si se cumplen estas tres condiciones, el transistor es correcto. Tenga en cuenta que esta prueba no se puede utilizar para los transistores Darlington.

Cuando el comprobador se utiliza en el rango de continuidad, el lado rojo es negativo y el negro positivo. Preste atención a la polaridad de la tensión de prueba en los cables del comprobador. Además, desconecte siempre la fuente de alimentación y los cables de entrada y salida de los objetos que no se van a probar antes de realizar la prueba.

¿Qué son los Actuadores Rotativos?

Un actuador rotativo es un tipo de actuador que convierte la presión del aire comprimido o la presión hidráulica en movimiento rotativo.

En comparación con los actuadores lineales, los actuadores rotativos pueden utilizarse en espacios más reducidos y, especialmente cuando se utiliza presión hidráulica, pueden accionarse con un par elevado. Entre los actuadores rotativos se incluyen los de piñón y cremallera con engranajes rectos y circulares, los de yugo escocés con eje, muelle y eje giratorio, y los de paletas con eje y paletas en una cámara circular.

Al igual que los cilindros neumáticos, utilizan aire comprimido para generar fuerza de rotación y se emplean en la producción.

Usos de los Actuadores Rotativos

Los actuadores rotativos se utilizan para accionar todo tipo de maquinaria en acerías, maquinaria de construcción y plantas de producción. Las aplicaciones prácticas en estos lugares incluyen agitar, posicionar, tirar, elevar, abrir y cerrar.

Algunos ejemplos de actuadores rotativos en uso son

• Movimientos de elevación y rotación en ascensores automáticos
• Apertura y cierre de escotillas y accionamiento de válvulas en submarinos
• Posicionamiento de taladros en máquinas utilizadas en minas
• Accionamiento de pivotes de grúas, puertas y escotillas

En función de la aplicación, a la hora de seleccionar el actuador deben tenerse en cuenta factores como el par, la velocidad, la durabilidad frente a las vibraciones y el calor, y el tamaño.

Principios de los Actuadores Rotativos

Los actuadores rotativos suelen funcionar con energía neumática, hidráulica o eléctrica. Dependiendo del tipo, se utilizan diversos mecanismos para convertir el aire comprimido (aire), la presión hidráulica de las tuberías y la energía eléctrica en movimiento giratorio mecánico.

Por ejemplo, en el caso de los actuadores neumáticos, el tipo de paletas introduce aire comprimido en un espacio dentro del cuerpo del actuador llamado cámara y utiliza el par para hacer girar el eje giratorio de salida conectado a medida que el aire comprimido empuja contra el divisor de espacio llamado paletas. En el tipo de piñón y cremallera, un pistón cilíndrico accionado por aire comprimido hace girar un engranaje lineal, cuya fuerza acciona el eje giratorio de salida conectado al engranaje circular.

Para la hidráulica, a menudo se utiliza un mecanismo que comprende un pistón y un eje giratorio, conocido como tipo yugo escocés, mientras que para la energía eléctrica, se utilizan motores sin escobillas y varios otros motores para proporcionar la fuerza giratoria de salida para actuadores rotativos.

Por lo general, las fuerzas de par rotativo neumáticas, eléctricas e hidráulicas son más fáciles de obtener, en ese orden. Sin embargo, la hidráulica en particular requiere equipos de tuberías, bombas y diversos trabajos de mantenimiento relacionados con el aceite, así como una baja eficiencia energética, por lo que la tendencia hacia los motores eléctricos se ha impuesto recientemente. Algunos fabricantes también se preocupan por las cuestiones medioambientales y ofrecen Actuadores Rotativos híbridos que combinan los mejores aspectos de la energía hidráulica y eléctrica.

Tipos de Actuadores Rotativos

1. De Piñón y Cremallera

El tipo de piñón y cremallera consta de un engranaje lineal denominado cremallera, un engranaje circular denominado piñón, un pistón accionado por aire comprimido y cámaras a ambos lados del pistón. Las cámaras están llenas de aire comprimido, que empuja el pistón, que a su vez acciona el engranaje lineal junto con el pistón, haciendo girar el engranaje circular.

Esta rotación permite que el mecanismo funcione como un actuador de movimiento giratorio. Estructuralmente, tiene altas propiedades de sellado y relativamente pocas fugas de aire, pero su compleja estructura y alto coste son sus desventajas.

2. Tipo Yugo Escocés

El tipo de yugo escocés, utilizado principalmente en hidráulica, consta de un pistón, un muelle y un eje giratorio. La presión hidráulica hace que el pistón se mueva hacia arriba y hacia abajo, que se convierte en un movimiento de rotación por el eje de rotación y funciona como un actuadores rotativos.

3. Tipo Paleta

El tipo de paletas consta de una cámara en un eje circular al que están conectadas las paletas. La cámara tiene dos espacios con paletas, y llenando un lado con aire comprimido, el eje se mueve en dirección rotatoria y se convierte en un movimiento rotatorio.

Una cámara con un álabe se denomina álabe simple, mientras que una cámara con dos álabes se denomina álabe doble. Las paletas dobles pueden tener un ángulo de oscilación limitado, pero pueden proporcionar el doble de par de rotación que una paleta simple.

¿Qué es un Caudalímetro ultrasónico?

Son medidores de caudal que utilizan vibraciones acústicas causadas por ondas ultrasónicas y tienen la característica de medición sin contacto con el objeto a medir.

Existen dos métodos: el método de diferencia de tiempo de propagación y el método Doppler. Caudalímetros ultrasónicos tienen una estructura simple sin pérdida de presión, ya que no hay obstrucciones en la tubería. Son menos propensos a averías, tienen un amplio rango medible, no se ven afectados por la densidad o viscosidad del fluido y tienen una gran precisión.

Los caudalímetros ultrasónicos también son dispositivos de sujeción, lo que significa que pueden montarse en el exterior de la tubería y pueden medir fluidos corrosivos sin corroer el sensor.

Usos de los Caudalímetros Ultrasónicos

Los caudalímetros ultrasónicos se utilizan para medir el caudal de gases, líquidos y sólidos que circulan por tuberías. Concretamente, se utilizan a menudo para controlar el caudal de fluidos en instalaciones de tratamiento de aguas y fábricas.

Entre los caudalímetros ultrasónicos, el método de diferencia de tiempo de propagación no puede garantizar la precisión de la medición si se mezclan sólidos o burbujas. Por ello, se utilizan para medir fluidos de gran pureza, por ejemplo, para controlar el caudal de productos químicos en plantas de semiconductores. Por otro lado, el método Doppler utiliza sustancias sólidas y burbujas en el fluido para medir el caudal, por lo que se utiliza para medir el caudal de fluidos en suspensión, por ejemplo, lodos y aguas residuales.

Los caudalímetros ultrasónicos, tanto del método del tiempo de propagación como del método Doppler, son dispositivos que se sujetan y se desprenden del exterior de la tubería y transmiten y reciben ondas ultrasónicas desde el exterior de la tubería. Esto significa que no hay obstrucciones en las tuberías, que la pérdida de presión es nula, que su sencilla construcción dificulta las averías y que no se ve afectado por la densidad ni la viscosidad del fluido. Además, al no ser necesario colocar sensores u otros componentes en el interior de las tuberías, también se pueden medir fluidos corrosivos sin provocar la corrosión de los componentes.

Principios de los Caudalímetros Ultrasónicos

Caudalímetros ultrasónicos disponibles como caudalímetros de tiempo de propagación y Doppler, cada uno con una configuración diferente.

1. Caudalímetros Ultrasónicos con Propagación Diferencial en el Tiempo

Los caudalímetros ultrasónicos de tiempo de propagación también se conocen como caudalímetros ultrasónicos de tiempo de tránsito. Actualmente, los caudalímetros ultrasónicos de tiempo de propagación son el tipo más común de caudalímetro ultrasónico. Los caudalímetros ultrasónicos de tiempo de propagación están configurados para transmitir y recibir ondas ultrasónicas diagonalmente a través del fluido desde aguas arriba hacia aguas abajo (dirección de avance) y viceversa (dirección inversa) con respecto al fluido en la tubería.

Si el fluido no está en movimiento, la velocidad a la que se propagan las ondas ultrasónicas cuando se transmiten en la dirección de avance es la misma que la velocidad a la que se propagan cuando se transmiten en la dirección inversa. Sin embargo, si el fluido está en movimiento, la velocidad de propagación de los ultrasonidos transmitidos en el sentido de avance es la velocidad más la velocidad del fluido.

En cambio, la velocidad de propagación de las ondas ultrasónicas transmitidas en sentido inverso es la velocidad de propagación menos la velocidad del fluido. En otras palabras, con los caudalímetros ultrasónicos diferenciales en el tiempo, la velocidad del fluido se calcula a partir de esta diferencia de velocidad, a partir de la cual se calcula el caudal.

Debido a esta estructura y principio, los caudalímetros ultrasónicos diferenciales en el tiempo tienen una gran precisión en la medición del caudal. Sin embargo, si hay sólidos o burbujas en el líquido, no se puede mantener la precisión de la medición y ésta no es posible.

2. Caudalímetros Ultrasónicos doppler

Los caudalímetros ultrasónicos Doppler utilizan el efecto Doppler. El efecto Doppler se caracteriza por el fenómeno por el cual el sonido de la sirena de una ambulancia se oye de forma diferente cuando se acerca y cuando se aleja. Este fenómeno se produce porque la longitud de onda aparente de las ondas sonoras cambia cuando la fuente del sonido se acerca y se aleja del observador.

Los caudalímetros ultrasónicos de tipo Doppler utilizan un transductor para irradiar ondas ultrasónicas en el fluido que circula por el interior de la tubería y aprovechan el fenómeno de reflexión de las ondas ultrasónicas por los granos y burbujas del fluido. Las ondas ultrasónicas se reciben entonces a una longitud de onda (frecuencia) desplazada por las reflexiones de los granos y burbujas. Como el cambio de frecuencia de las ondas ultrasónicas y la velocidad de flujo tienen una relación lineal, el caudal puede calcularse a partir de la velocidad de flujo.

Más Información sobre Caudalímetros Ultrasónicos

1. Cuestiones Relacionadas con las Burbujas de Aire en Caudalímetros Ultrasónicos con una Diferencia de Tiempo de Propagación

Cuando se miden caudales de gases y líquidos con un caudalímetros ultrasónicos de diferencia de tiempo, los valores medidos se ven afectados por la distribución de la velocidad del caudal en el sistema, por lo que debe rectificarse la corriente ascendente del caudalímetro. Especialmente cuando la velocidad de flujo del fluido es alta, es probable que se produzca cavitación aguas arriba del dispositivo de medición y en el sistema. Cuando se produce cavitación, es fácil que se generen o mezclen burbujas de aire en el fluido, que no pueden medirse con precisión con un caudalímetro ultrasónicos de diferencia de tiempo de propagación.

Una contramedida contra estas burbujas es la instalación de un depósito de separación gas-líquido aguas arriba del dispositivo. Sin embargo, esto requiere modificaciones en el equipo existente, y el coste es una desventaja. En los últimos años se han desarrollado caudalímetros ultrasónicos cuya función es medir el caudal anulando los datos del paso de burbujas de aire.

2. Ventajas de los Caudalímetros Ultrasónicos de Pinza

Los caudalímetros incluyen caudalímetros de desplazamiento positivo, caudalímetros de turbina y caudalímetros de celda de flujo, todos los cuales requieren la instalación de un componente sensor en la tubería para medir el caudal del fluido en la tubería. En las instalaciones nuevas, la ubicación del caudalímetro puede determinarse en la fase de diseño y pueden ultimarse las especificaciones.

Sin embargo, en el caso de las instalaciones existentes, hay muchos casos en los que es necesario modificar las tuberías y parar el equipo. Por ejemplo, para instalar un caudalímetro de presión diferencial o un caudalímetro de turbina en una instalación existente es necesario cortar las tuberías.

Sin embargo, la ventaja de los caudalímetros ultrasónicos de abrazadera es que no requieren obras en las tuberías y pueden instalarse fácilmente en instalaciones existentes.

¿Qué es una Prensa Hidráulica?

Es un dispositivo que utiliza la presión hidráulica como fuente de energía para aplicar presión a chapas finas y procesarlas para darles la forma de un troquel. El motor hidráulico envía aceite al cilindro hidráulico, que presiona la matriz deslizándola hacia arriba y hacia abajo por medio de un pistón en el cilindro hidráulico. Las prensas hidráulicas se caracterizan por la velocidad del deslizamiento, la presión en el momento de la operación y la carrera larga. Por otro lado, existe el riesgo de que se produzcan accidentes por fugas de aceite, etc., y este riesgo debe tenerse en cuenta a la hora de utilizar el sistema.

Usos de las Prensas Hidráulicas

Según el sistema de accionamiento, las prensas pueden ser mecánicas o servomotorizadas.

Aunque las prensas hidráulicas tienen velocidades de producción relativamente lentas, pueden manipular una amplia gama de materiales y permiten un control preciso de la velocidad de prensado, la aceleración, la fuerza y la longitud de carrera. Además, se pueden conseguir grandes capacidades de compactación a una escala relativamente pequeña. Estas características las hacen adecuadas para la producción a pequeña escala, el estirado y el plegado.

Prensas hidráulicas se utilizan principalmente en el procesamiento de materiales de chapa para automóviles, electrodomésticos y equipos eléctricos. Los tipos de prensas disponibles incluyen prensas de corte, prensas de embutición profunda, prensas de inyección, prensas de conformado, prensas de punzonado y prensas de forja. A la hora de elegir una prensa, hay que tener en cuenta la cantidad de presión, la longitud de carrera, el tamaño de la prensa que se va a manipular y las consideraciones de seguridad.

A continuación se exponen algunos ejemplos de utilización de prensas hidráulicas.

• Prensado de carrocerías
• Prensado de contornos de engranajes
• Prensado de piezas metálicas de fiambreras y bañeras

Principios de las Prensas Hidráulicas

Las prensas hidráulicas utilizan el principio de Pascal para generar grandes fuerzas con fuerzas pequeñas. El principio de Pascal establece que “el fluido en un recipiente cerrado, independientemente de la forma del recipiente, transmite la presión por unidad de superficie recibida en un punto directamente a todas las demás partes del fluido”. Por ejemplo, en el diagrama siguiente, F1/A1 = F2/A2 porque las presiones en ambos lados están equilibradas, y F2 = F1 x A2/A1. En otras palabras, cuanto mayor sea la relación de áreas, mayor será la fuerza producida.

Además, el principio de palanca permite que la fuerza (f) en el punto de fuerza de la palanca se transmita como una fuerza mayor (F1) en el punto de acción. Utilizando estos dos principios, se pueden producir fuerzas muy grandes incluso con fuerza humana.

Es importante tener en cuenta que cuanto mayor es la relación de área de los dos lados, mayor es la fuerza que se puede generar, pero al mismo tiempo la longitud que se puede mover (carrera) se acorta. La carrera viene determinada por la cantidad de aceite que se expulsa, pero cuanto mayor es la relación de área, menos aceite se puede expulsar y, por tanto, más corta es la carrera.

Estructura y Principio de Funcionamiento de las Prensas Hidráulicas

La explicación del principio describe brevemente el método manual mediante palancas, pero las prensas hidráulicas que se utilizan realmente en la industria necesitan aplicar fuerzas muy grandes con precisión, por lo que utilizan bombas hidráulicas para expulsar el aceite de la prensa.

A continuación se explica el principio de funcionamiento de las prensas hidráulicas. Una prensa hidráulica consta de una bomba hidráulica, un cilindro hidráulico, una válvula de control de presión, una válvula de control de flujo, una válvula direccional, un depósito hidráulico y una sección de prensado. Desde el depósito hidráulico se conectan la bomba hidráulica, la válvula de control de presión y el cilindro hidráulico. Las tuberías que salen de la bomba hidráulica se conectan a la válvula de control de presión, la válvula de control de flujo y el cilindro hidráulico.

Durante el funcionamiento de las prensas hidráulicas, el aceite es transportado desde el depósito hidráulico hasta el cilindro hidráulico por la bomba hidráulica a través de tuberías. En ese momento, la presión y el flujo del aceite se ajustan mediante válvulas de control de presión y válvulas de control de flujo para alcanzar la presión y la velocidad de carrera deseadas. A continuación, el cilindro hidráulico es empujado por el aceite, que acciona el cilindro y, por tanto, la prensa. Cuando la prensa ha completado el tiempo establecido, el aceite utilizado se envía desde el cilindro hidráulico al depósito hidráulico.

Es posible controlar la compresión, la parada y el retorno del cilindro mediante una válvula direccional.

¿Qué es un Caudalímetro Vortex?

Los caudalímetros vortex son dispositivos utilizados para medir el caudal de fluidos mediante el fenómeno conocido como vórtice de Karman.

El vórtice de Karman se produce cuando un objeto colocado en el flujo del fluido genera una serie de vórtices aguas abajo. Estos vórtices se generan de manera periódica y su frecuencia está relacionada con la velocidad del flujo.

Los caudalímetros vortex son conocidos por su construcción sencilla y robusta. Ofrecen una buena precisión en la medición del caudal y tienen un amplio rango de aplicabilidad, ya que son compatibles con una variedad de fluidos.

Estos dispositivos son ampliamente utilizados en diversas industrias, como la industria química, petroquímica, de alimentos y bebidas, entre otras, donde es necesario medir con precisión el caudal de los fluidos.

Usos de los Caudalímetros Vortex

Las principales aplicaciones de los caudalímetros vortex son:

• Medición del caudal de tuberías de vapor
• Medición de la recuperación de condensado
• Medición del suministro de agua de calderas
• Control de motores de automóviles
• Control del caudal de agua de refrigeración en enfriadores

Los caudalímetros vortex pueden medir gas, líquido y vapor, por lo que pueden utilizarse en todos los escenarios de medición de caudal.

Una precaución es seleccionar un tamaño de orificio adecuado para la generación de vórtices, ya que no se pueden realizar mediciones sin generación de vórtices. En el rango de caudal bajo, no se generará el vórtice de Karman y no se podrá medir el caudal.

Principios de los Caudalímetros Vortex

Los caudalímetros vortex miden el caudal contando los vórtices de Kalman. Como la frecuencia del vórtice de Kalman es proporcional a la velocidad del caudal, ésta puede determinarse colocando en la tubería un obstáculo generador de vórtices y contando los vórtices que se generan.

La fórmula específica se explica a continuación.

Si la frecuencia del vórtice es f (Hz), la longitud representativa del cuerpo generador de vórtices es d (m) y la velocidad del flujo es v (m/s),

f = S/v/d

La ecuación f = S/v/d se establece como sigue donde S es una constante de proporcionalidad denominada número de Strouhal. Este número viene determinado por la forma y las dimensiones del generador de vórtices.

El caudal Q (m3/s), si la sección transversal de la tubería es A (m2),

Q = A-v = A-f-d/S = K-f

y el caudal puede determinarse a partir de la frecuencia si se determina previamente la constante de proporcionalidad K entre caudal y frecuencia.

Los generadores de vórtice reales pueden tener forma triangular, plana o trapezoidal, considerándose la forma trapezoidal la más precisa. El vórtice se detecta convirtiendo la fuerza generada por el vórtice en una señal eléctrica mediante un sensor (elemento piezoeléctrico o galga extensométrica semiconductora), que se amplifica mediante un transductor y se extrae como señal de impulsos o señal analógica.

Más Información sobre Caudalímetros Vortex

1. Longitud de Tubo Recto de Caudalímetros Vortex

Es importante tener en cuenta que tanto los caudalímetros de presión diferencial como los caudalímetros coriolis presentan ciertas limitaciones y consideraciones adicionales.

El caudalímetro de presión diferencial se basa en la medición de la diferencia de presión entre dos puntos en la tubería. Aunque su construcción es relativamente sencilla, la precisión de la medición puede ser menor en comparación con otros tipos de caudalímetros.

Por otro lado, los caudalímetros coriolis aprovechan el efecto de la fuerza de Coriolis que actúa sobre un fluido en movimiento. Sin embargo, su uso está limitado a ciertos tipos de fluidos, lo que puede restringir su aplicabilidad en algunas industrias.

En el caso de los caudalímetros vortex, la medición se basa en los cambios de presión generados por los vórtices de Karman aguas abajo de los objetos instalados en la sección de detección. Estos caudalímetros pueden utilizarse para medir líquidos, sólidos y gases, y se destacan por su sencillez.

Es importante tener en cuenta que para obtener mediciones precisas, es necesario contar con una sección de tubería recta aguas arriba del caudalímetro vortex. Esto se debe a que el flujo turbulento o una distribución no uniforme de la velocidad en la tubería pueden afectar la precisión de la medición. Además, se recomienda evitar la presencia de elementos como válvulas, termómetros o manómetros que sobresalgan en la tubería, ya que podrían interferir con la medición. La longitud requerida de la sección de tubo recto dependerá del diseño específico de la tubería y las características del fluido.

2. Caudalímetros Vortex y Vapor de Agua

Los caudalímetros de presión diferencial se utilizan a menudo para medir el caudal de vapor. Los caudalímetros de presión diferencial tienen un mecanismo sencillo, pero su precisión de caudal es inferior a la de otros caudalímetros.

En estos casos, pueden utilizarse caudalímetros vortex para medir el caudal de vapor con buena precisión.

En el caso del vapor, la densidad varía con la temperatura y la presión. Los caudalímetros vortex no sólo miden el caudal con gran precisión, sino que algunos instrumentos también están equipados con un sensor de temperatura que permite la conversión a caudal másico.

Además, los caudalímetros vortex son más adecuados que los caudalímetros de presión diferencial, principalmente porque en las calderas el vapor es vapor húmedo. Sin embargo, los efectos de la temperatura, la presión y la sequedad de este vapor húmedo pueden dar lugar a una baja precisión incluso en los caudalímetros vortex.

Los caudalímetros vortex para vapor llevan incorporado un sensor de sequedad en la sección de detección, diseñado para permitir la conversión de caudales másicos.

¿Qué es un Microscopios Infrarrojos?

Los microscopios infrarrojos son utilizados en microscopía óptica para analizar áreas diminutas mediante el uso de luz infrarroja. Utilizan una fuente luminosa de longitud de onda infrarroja, lo que les permite realizar análisis espectrales en las muestras. Sin embargo, la resolución espacial está limitada por el fenómeno de difracción óptica.

Muchos microscopios infrarrojos disponibles en la actualidad combinan las capacidades de espectrómetros infrarrojos comunes, como la Espectroscopia Infrarroja por Transformada de Fourier (FTIR) y la Reflexión Total. Estas técnicas permiten obtener información detallada sobre la composición química y las propiedades moleculares de las muestras analizadas.

Usos de los Microscopios Infrarrojos

Los microscopios infrarrojos encuentran aplicaciones en el análisis de fallos y la investigación de la ciencia de los materiales debido a su capacidad para medir muestras a nivel microscópico. También son útiles para la inspección de objetos extraños en sólidos y la detección de productos defectuosos, aprovechando las diferencias en la absorción de luz infrarroja.

Además, se utilizan para medir el grosor de semiconductores. Los semiconductores presentan un alto índice de refracción y un rango de transmisión en la región infrarroja. Para realizar mediciones ópticas precisas en estos materiales, se emplea luz infrarroja en lugar de luz visible. Aunque la luz infrarroja puede ser afectada por el alto índice de refracción, tiene la ventaja de ser menos susceptible a las irregularidades de la superficie del objeto medido.

La interferometría es uno de los métodos utilizados en los microscopios infrarrojos para medir el grosor de semiconductores. Este método determina el grosor midiendo la diferencia de camino óptico de la luz reflejada en las superficies frontal y posterior del objeto. De esta manera, los microscopios infrarrojos son una herramienta valiosa en la caracterización y medición de materiales en el campo de la ciencia de los materiales y la tecnología de semiconductores.

Principios de los Microscopios Infrarrojos

El principio de los microscopios infrarrojos es el mismo que el de la microscopía óptica ordinaria. Los microscopios infrarrojos combinan las funciones de un microscopio para captar imágenes y un espectrómetro para el análisis espectral.

En concreto, la muestra se observa bajo aumento con luz visible para determinar la zona que se va a medir y, a continuación, se cambia a luz infrarroja para realizar la medición.

Tipos de Microscopios Infrarrojos

Los tipos de microscopios infrarrojos incluyen el tipo de transformada de Fourier, que combina las funciones de un espectrógrafo infrarrojo y un espectrómetro infrarrojo.

1. Espectrómetro de Infrarrojos

Los espectrómetros infrarrojos son microscopios infrarrojos que irradian una muestra con luz infrarroja y obtienen un espectro por espectroscopia de la luz transmitida (o reflejada) para caracterizar la muestra. Al igual que los microscopios ópticos, constan de una fuente de luz, espejos, lentes y un detector.

Los microscopios infrarrojos no utilizan lentes basadas en la refracción común. En su lugar, se utilizan lentes objetivas que aprovechan la reflexión de la luz, denominadas ópticas Cassegrain, que se emplean en los telescopios reflectores.

Cuando se utilizan ópticas, la resolución espacial es aproximadamente la misma que la longitud de onda de la fuente de luz y se limita a unos pocos micrómetros o decenas de micrómetros. La luz infrarroja utilizada en Microscopios infrarrojos para la obtención de imágenes FTIR suele estar comprendida entre 2,5 y 25 micrómetros.

Esta banda de longitudes de onda está modulada por las vibraciones y rotaciones de las moléculas, de modo que al escanear las longitudes de onda se obtiene un espectro específico del material. Este espectro puede analizarse mediante la transformada de Fourier del mismo modo que el FTIR, lo que permite superponer la cartografía a una imagen 2D adquirida con un microscopio.

2. Tipo Transformada de Fourier (FT-IR)

Los microscopios infrarrojos por transformada de Fourier (FT-IR) caracterizan una muestra exponiéndola a un haz continuo de luz, en lugar de irradiarla con luz infrarroja. Tras la detección simultánea de todas las longitudes de onda mediante un interferómetro, el patrón de interferencia se transforma en Fourier para obtener un espectro de absorción correspondiente a la estructura molecular.

El tipo de transformada de Fourier presenta cuatro ventajas principales:

• Es posible la detección simultánea de múltiples longitudes de onda.
• Alta relación señal/ruido debido a la ausencia de rendijas.
• La resolución de longitud de onda puede aumentarse ampliando la distancia de recorrido del espejo móvil.
• La gama de longitudes de onda de medición puede ampliarse del infrarrojo lejano al visible sustituyendo la fuente de luz, la placa de la ventana, etc.

Dos tipos habituales de transformada de Fourier son el DTGS (sulfato de triglicina deuterado) y el MCT (teluro de mercurio y cadmio).

El DTGS es un detector piroeléctrico con un tiempo de respuesta lento, baja relación señal/ruido y puede utilizarse a temperatura ambiente. Los detectores MCT semiconductores con buena sensibilidad son adecuados cuando hay poca luz IR incidente en el detector. Sin embargo, los detectores MCT deben enfriarse con nitrógeno líquido.

Más Información sobre Microscopios Infrarrojos

Mediciones con Detectores de Matriz Bidimensional

Los microscopios infrarrojos de alto rendimiento capaces de realizar mediciones con un detector de matriz bidimensional deben utilizarse con cuidado debido a su elevada generación de calor. Cuando se utilicen, deben enfriarse con nitrógeno líquido.

Si no se refrigera el microscopio, es probable que se inutilice parcialmente debido a daños por calor en los elementos, y la cantidad de nitrógeno líquido debe controlarse en todo momento. La refrigeración con nitrógeno líquido también es necesaria para los detectores comunes de MCT.

Existen también microscopios infrarrojos que pueden realizar mediciones sin nitrógeno líquido. Los espesores medibles y la precisión difieren cuando se utiliza o no nitrógeno líquido.

¿Qué son los Sensores Fotoeléctricos?

Son sensores que detectan la luz.

Utilizan las propiedades de la luz para detectar la forma y el estado de la superficie del objeto medido, así como las sustancias que lo componen. Son adecuados para la inspección previa a la expedición y los equipos de ensayos no destructivos, ya que pueden detectar la forma de la superficie y las sustancias constituyentes sin contacto. También se caracteriza por su capacidad para medir largas distancias, tiempos de respuesta cortos y alta resolución. Los métodos de detección incluyen la transmisión, la retrorreflexión y la reflexión difusa.

Usos de los Sensores Fotoeléctricos

Los sensores fotoeléctricos se utilizan en una amplia gama de aplicaciones, desde productos de consumo hasta equipos industriales. Algunos ejemplos de uso son

1. Inspección en plantas de producción de alimentos y materiales de consumo
2.  Puertas automáticas y cancelas en edificios y comunidades de propietarios
3.  Sensores de medición de distancia en equipos de transporte móviles, como trenes y automóviles
4. Equipos de laboratorio, como instrumentos de medición de espesores y equipos de ensayos no destructivos

Principios de los Sensores Fotoeléctricos

Los Sensores fotoeléctricos constan de un proyector con un elemento emisor de luz incorporado, un receptor con un elemento receptor de luz incorporado, un equipo de amplificación como un amplificador y un terminal de salida. También pueden clasificarse en los tipos de transmisión, retrorreflectantes y de reflexión difusa, en función del método de medición.

1. Transparente

En el tipo de transmisión, el objeto de medición se coloca entre el proyector y el receptor y la luz emitida por el proyector es interceptada por el objeto de medición para detectarlo. Si el objeto a detectar es opaco, puede medirse independientemente de su color o de las sustancias que lo componen.

2. Retrorreflectante

El tipo retrorreflectante coloca el objeto a medir entre el transmisor/receptor, que es una combinación de transmisor y receptor, y un reflector, y detecta la luz emitida por el transmisor/receptor reflejándola en el reflector. El reflector puede instalarse en un espacio estrecho, lo que permite realizar mediciones en un espacio limitado.

3. Reflectante Difuso

Los de tipo reflector-difusor detectan la luz emitida por el emisor y el receptor reflejándola en el objeto a medir. Se caracteriza por su capacidad para discriminar entre colores.

Más Información sobre Sensores Fotoeléctricos

1. Diferencia entre Sensores Fotoeléctricos y Láser

Los sensores fotoeléctricos y láser pueden dividirse según el tipo de fuente de luz utilizada. Los sensores fotoeléctricos utilizan generalmente fuentes de luz LED, mientras que los sensores láser utilizan luz láser. La luz láser es más direccional que la luz LED y la luz emitida por el proyector es menos difusa. Esto permite detectar incluso objetos pequeños. La luz también puede proyectarse a grandes distancias sin atenuación debido a su alta energía.

La luz LED no puede detectar objetos pequeños debido a la difusión y el corrimiento cuando se emite desde un proyector. La energía tampoco es elevada, por lo que no es adecuada para la detección a largas distancias. Los falsos positivos debidos a la luz difusa también pueden producirse si hay sensores fotoeléctricos vecinos instalados en las proximidades. Por lo tanto, los sensores fotoeléctricos se utilizan cuando se requiere menos precisión y son menos costosos. Los sensores láser se utilizan para aplicaciones en las que se requiere precisión, como la detección a larga distancia y la detección de objetos pequeños, y son relativamente caros.

2. Cómo Utilizar los Sensores Fotoeléctricos

Los sensores fotoeléctricos se utilizan en muchas instalaciones porque son baratos y fáciles de manejar, pero si se utilizan incorrectamente pueden causar problemas.

Uno de los problemas más comunes de los sensores fotoeléctricos es la interferencia mutua entre sensores vecinos. La interferencia mutua se produce cuando la luz emitida por el proyector de un sensor entra en el receptor del otro sensor. La fuente de luz LED de un sensores fotoeléctricos se difunde después de la irradiación, y cuanto mayor sea la distancia de proyección, mayor será la anchura de difusión.

Para evitar interferencias mutuas, es eficaz separar las distancias de instalación, instalar los emisores y receptores de luz alternativamente e instalar filtros antiinterferencias o pantallas de luz. En general, se recomienda una distancia de instalación de 1,5 a 2 veces la distancia de funcionamiento. Si la distancia de instalación debe ser más corta, hay que considerar la posibilidad de instalar filtros antiparasitarios. Diversos fabricantes comercializan filtros antiinterferencias adaptados al sensor.