Automação Da Manufatura

AUTOMAO DA

MANUFATURA

SENSORES DE PROXIMIDADE

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MANUFATURA

SENSORES DE CONTATO

Sensor pneumtico acionado por rolete

O sinal emitido pneumtico, ou seja, no existe a necessidade de energia eltrica. Conseqentemente, no existe o risco de picos de

tenso ou corrente eltrica e queima de contatos.

Por outro lado, as especificaes impostas pelos fabricantes, geralmente na forma de valores mximos de vazo e presso, devem

ser respeitadas.

O emprego de sensores pneumticos justificvel quando j existe uma rede de distribuio local de ar comprimido, possibilitando sua

instalao sem acrscimo de custos adicionais.

Sensor eletro-mecnico de rolete

Especificaes:

A vida til do sensor est limitada em aproximadamente 10 milhes de ciclos.

Dependendo do projeto, uma tenso e corrente relativamente altos podem ser transmitidos, necessitando de circuitos de proteo.

A capacidade do sensor durante a comutao, considerando a ocorrncia de cargas resistivas, situa-se na faixa de 6 Amperes a 24 V

DC ou 250 V AC.

A freqncia de comutao situa-se entre 60 e 400 comutaes/ minuto. bastante comum o emprego de micro sensores (micro

switches), cujo tempo de comutao situa-se na faixa de 1 a 15 ms.

Quando sensores eletro-mecnicos so usados em contagens, deve ser levada em considerao a possibilidade de ocorrncia de oscilaes

durante a comutao.

O componente mais importante dos sensores so os seus contatos. A

escolha correta do material dos contatos possibilita a aplicao dos

sensores eletro-mecnicos na maioria das aplicaes de automao.

Como desvantagens estes

sensores apresentam a

necessidade de contato

mecnico e esto sujeitos a

oscilaes durante a comutao

e desgastes nas regies de

contato.

Vantagens: apresentam um

custo mais reduzido que os

sensores eletrnicos e podem

ser empregados em ambientes

sujeitos a campos

eletromagnticos e rudos,

onde os sensores eletrnicos

geralmente tendem a falhar.

Exemplo de aplicao de um sensor

eletro-mecnico como fim de curso

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SENSORES MAGNTICOS

Sensores magnticos (reed proximity sensors)

Constitui-se basicamente de duas lminas de material ferromagntico

(liga de ferro-nquel) que realizam o contato eltrico no interior de

uma ampola preenchida com gs inerte (nitrognio). Estas lminas se

unem quando colocadas na presena de um campo magntico.

Normalmente so instaladas no lado externo do cilindro, cujo mbolo

provido de uma cinta magntica. Com a aproximao do anel

magntico, fecha-se o contato que vai produzir uma corrente eltrica

de sada.

Sensores magnticos

O local de montagem do sensor sobre o cilindro determina, portanto, a

posio da haste que se deseja detectar. Seu uso muito cmodo, pois

so de fcil montagem e desmontagem. Sem desgaste mecnico,

possuem elevada vida til, alm de apresentarem boa freqncia de

comutao e tempos de comutao da ordem de at 2 ms.

As distncias de comutao entre

o ponto de fechar e o de abrir

novamente o contato so

relativamente grandes, mas

apresentam boa preciso e

repetibilidade (at 0,1 mm).

Sensores magnticos

Exigem o uso de cilindros no ferromagnticos e tm o problema de

poderem ser acionados por rudos eletromagnticos, sob o risco de

acionamento aleatrio dos contatos, por exemplo, se instalados

prximos a estaes de solda, motores, transformadores, solenides.

Alm disso, podem apresentar efeitos de oscilaes durante o

fechamento do contato, limitando seu uso em aplicaes que exigem

um nvel elevado de confiabilidade.

Sensores magnticos

Os sensores magnticos apresentam duas ou trs regies de comutao,

em dependncia da posio dos plos do im permanente. A formao

destas regies uma conseqncia da forma padro do fluxo do campo

magntico.

Sensores magnticos

Na maioria das aplicaes, os sensores magnticos so empregados para deteco de posio de cilindros

pneumticos.

Entretanto, se o objeto a ser detectado puder ser acoplado a um im, os sensores magnticos podem ento ser utilizados em

aplicaes onde geralmente outros sensores so empregados.

Sensor magntico indutivo sem contato

Similarmente aos sensores indutivos de deteco de metais, os sensores magntico-indutivos geram, atravs de uma bobina, um campo

magntico alternado de alta freqncia (circuito oscilador LC) fechado

que, em presena de um campo magntico externo, produz a

magnetizao do ncleo do material do oscilador e, por conseqncia, a

variao na corrente do oscilador do sensor.

Um elemento disparador avalia a mudana de estado e emite um sinal de sada indicando a presena de pea. Este tipo de sensor no detecta

peas metlicas mas, somente reage a campos magnticos.

A diferena principal entre o sensor magntico-indutivo e o sensor puramente indutivo consiste no fato de que o oscilador est protegido,

de modo que no existe emisso de campo eletromagntico.

Contrariamente, a atuao de um campo magntico externo que conduz

a mudana de estado do sensor.

Sensor magntico indutivo sem contato

Uma vantagem do sensor magntico-indutivo quando comparado ao sensor magntico convencional a criao de apenas uma regio

de comutao, desde que os plos magnticos do im permanente

estejam corretamente alinhados.

Os sensores magntico-indutivo no apresentam desgastes nem oscilaes durante a comutao, o que aumenta a vida til e a

confiabilidade do sistema de medio.

Sensor pneumtico acionado magneticamente

A aplicao desta configurao semelhante a das vlvulas empregadas em fins de curso do cilindro cujo acionamento feito por

rolete. Contudo, ao invs de utilizar roletes, o acionamento ocorre

quando a vlvula colocada na presena de um campo magntico.

O sensor pneumtico obedece ao princpio de funcionamento por barreira de ar, cuja ao do campo magntico provoca o deslocamento

da palheta de comutao 1 permitindo o escoamento 12 e o envio do

sinal de controle.

1(P)

2(A)

3(R)

Sensor pneumtico acionado magneticamente

Os sensores so instalados no lado externo do cilindro, normalmente no seu final de curso, cujo mbolo provido de uma cinta magntica.

O local de montagem do sensor sobre o cilindro determina a posio da haste que se deseja detectar.

Seu uso vantajoso, pois so de fcil montagem e desmontagem. Exigem o uso de cilindros no ferromagnticos, e tm o problema de

poderem ser acionados por rudos eletromagnticos, sob o risco de

acionamento aleatrio dos contatos.

Alguns sensores so operados em conjunto com dispositivos amplificadores de presso.

Quando dois ou mais sensores forem instalados prximos, deve-se manter uma distncia mnima de 50 mm entre eles.

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SENSORES INDUTIVOS

SENSOR INDUTIVO

Um campo magntico alternado e de alta freqncia gerado a partir do ncleo da bobina do oscilador (circuito LC ressonante) e enviado em direo

ao exterior do sensor, produzindo uma rea delimitada na superfcie ativa do

sensor, a qual denominada de regio ativa. Quando uma tenso aplicada

no sensor, o oscilador inicia o processo de emisso do campo magntico, o

qual define uma taxa de corrente de consumo.

Quando um objeto condutor introduzido em frente regio ativa do sensor, o fenmeno denominado corrente parasita (eddy current) produz uma

queda na energia oriunda do oscilador provocando atenuao na amplitude da

oscilao do campo magntico e alterao na corrente de consumo do sensor

indutivo. A diferena entre os estados de oscilao sem atenuao e com

oscilao atenuada comparada eletronicamente produzindo um sinal binrio

de controle

1 Oscilador

2 Demodulador

3 Estgio de disparo do sinal

4 Led de indicao de estado

5 Estgio de sada com circuito de proteo

6 Tenso externa

7 Tenso de suprimento interna e constante

8 Regio ativa

9 Sinal de sada

SENSOR INDUTIVO:

Diagrama de blocos

No estgio de disparo ocorre a converso do

sinal analgico oriundo

do demodulador em sinal

digitalizado. O estgio de

disparo somente envia o

sinal de sada quando o

sinal de entrada

ultrapassar determinado

limite pr-ajustado.

SENSOR INDUTIVO

Estgio de disparo Gerao de um campo magntico

parasita que atua contra o campo

magntico do oscilador

SENSOR INDUTIVO

Os sensores indutivos operam com baixa potncia de consumo de alguns microwatts. Com isto, obtm a seguintes vantagens:

- Efeitos magnticos desprezveis;

- O campo magntico de alta freqncia no provoca interferncia externa;

- No ocorre elevao de temperatura no objeto detectado.

A rea de abrangncia da regio ativa do sensor depende fundamentalmente do tamanho da bobina incorporada no sensor. Bobinas

grandes possibilitam distncias de at 250 mm (em detrimento da resposta

dinmica).

A condutividade eltrica e a permeabilidade magntica do material tambm exerce influncia na determinao da distncia de comutao.

SENSOR INDUTIVO

Para materiais ferromagnticos e ligas, a dissipao de energia gerada pelo efeito de corrente de Eddy consideravelmente maior em relao aos

materiais no-ferromagnticos e a atenuao da amplitude do campo

magntico , conseqentemente, mais acentuada.

Materiais que produzem maior dissipao de energia podem ser localizados mais distantes do sensor (materiais ferromagnticos).

Os sensores indutivos disponveis no mercado, normalmente apresentam as seguintes precaues de segurana e manuseio:

- Proteo contra ligaes invertidas;

- Proteo contra curto-circuito;

- Proteo contra picos de tenso;

-Proteo contra ruptura de cabos. Nestes casos, a sada

bloqueada se a linha de suprimento desconectada.

SENSOR INDUTIVO

Permeabilidade magntica de diversos materiais

Materiais diamagnticos: reduz a atuao do campo magntico 1

Materiais paramagnticos: aumenta a atuao do campo magntico 1

Materiais ferromagnticos: reduz a atuao do campo magntico 1 (maior dissipao de energia).

b. Saliente a. Faceado

SENSOR INDUTIVO: montagem

Distncia mnima quando houver diversos sensores adjacentes instalados;

Possibilidade de interferncia;

Faceado: maior economia de espao, menor distncia de comutao;

Saliente: montagem efetuada visando evitar interferncias de materiais condutores externos, deve ser mantida uma regio livre

Sensores Indutivos: simbologia e

caractersticas tcnicas

e. prensa d. Atuador

rotativo

b. Posio de cames

c. Velocidade e sentido

de rotao

a. Contagem de peas

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SENSORES CAPACITIVOS

SENSOR CAPACITIVO

O princpio de funcionamento baseado na alterao da capacitncia eltrica de um capacitor.

Mediante a aproximao de um objeto ou elemento (metal, plstico, vidro, madeira, gua) na regio ativa do sensor, ocorre uma alterao do dieltrico

entre as armaduras do condensador provocando a emisso de um sinal binrio

de controle.

Um campo eletrosttico parasita criado entre um eletrodo ativo e outro aterrado. Usualmente, um terceiro eletrodo tambm est presente com o

objetivo de compensar efeitos da umidade local.

1 Oscilador

2 Demodulador

3 Estgio de disparo do sinal

4 Led de indicao de estado

5 Estgio de sada com circuito de proteo

6 Tenso externa

7 Tenso de suprimento interna e constante

8 Regio ativa

9 Sinal de sada

SENSOR

CAPACITIVO:

Diagrama de blocos

SENSOR CAPACITIVO

A alterao da capacitncia essencialmente depende dos seguintes fatores:

A distncia do elemento em relao regio ativa do sensor (distncia de comutao);

Dimenses do objeto;

Constante dieltrica do objeto;

Quando um objeto introduzido na superfcie ativa do sensor, a capacitncia

do capacitor aumenta com a constante dieltrica do material em proporo

distncia entre o objeto e o sensor.

Distncias maiores so obtidas com a gua e com materiais eletricamente

condutores. Materiais no condutores, com constante dieltrica inferior, devem

ser posicionados mais prximos superfcie ativa do sensor.

SENSORES CAPACITIVOS: Constante dieltrica de vrios materiais

SENSOR CAPACITIVO

A sensibilidade (distncia de comutao) da maioria dos sensores capacitivos pode ser ajustada por meio de um potencimetro. Com isto,

possvel suprimir a deteco de certos materiais, como por exemplo,

determinar o nvel de fluido atravs de uma parede de vidro.

Detalhes de montagem (faceado ou saliente) devem ser observados principalmente no que concerne a possibilidade de interferncia externa. Alm

disso, como os sensores capacitivos podem detectar todos os tipos de

materiais, eles podem igualmente detectar lquidos ou granulados; isto

significa que esto sujeitos a perturbaes tais como, poeiras, cavacos,

respingos, etc.

A influncia da umidade bastante significativa, principalmente em decorrncia do alto valor da constante dieltrica da gua ( = 81). Por outro

lado, os sensores capacitivos possuem a capacidade de poder detectar objetos

atravs de paredes no metlicas, inclusive nveis de fluidos diversos e outros

materiais em reservatrios de armazenamento. Entretanto, nestes casos, a

espessura da parede deve ser inferior a 4 mm e a constante dieltrico do

material a ser detectado deve ser no mnimo, quatro vezes superior a constante dieltrica da parede do recipiente.

SENSOR CAPACITIVO: exemplos de aplicao

Deteco de objetos opacos: Os objetos com estas caractersticas geralmente so feitos de borracha, couro, plstico e outros materiais, os quais

no so detectados por sensores pticos de reflexo difusa e, onde os sensores

de proximidade ultra-snicos tornam-se muito caros.


Deteco de nveis de fluido: O fluido deve estar armazenado em um reservatrio cuja

espessura e material devam permitir a

deteco somente do seu contedo interno. A

monitorao de nvel tambm pode ser

realizada por meio de portas de inspees e

visores com caractersticas apropriadas.


Deteco de nvel de lquido ou material slido (granular ou no): possvel detectar substncias slidas ou lquidas contidas no interior de

recipientes fechados, sem a necessidade de sua abertura. No exemplo 1, quatro

sensores capacitivos so empregados para deteco de presena de bebida no

interior de garrafas de vidro embaladas em caixas de papelo e no exemplo 2,

um sensor capacitivo detecta a presena de lmpadas na embalagem.

Exemplo 1 Exemplo 2


Monitorao durante o enrolamento de fiao e cabos eltricos: Os sensores capacitivos podem ser empregados na monitorao durante o

enrolamento de fios e cabos eltricos, que freqentemente apresentam pequeno

dimetro e cujo material de confeco normalmente o cobre. A distncia de

comutao acentuadamente reduzida quando so empregados sensores

indutivos para a realizao da tarefa. Da mesma forma, os sensores ticos

apresentam maiores chances de falhar em comparao aos sensores capacitivos.

Por razes de custo, os

sensores indutivos so os

preferencialmente

selecionados para deteco

de peas metlicas. Para a

deteco de peas no

metlicas, os sensores ticos

constituem-se como uma

alternativa vivel,

equiparando-se, em termos

de custo, aos sensores

capacitivos.

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SENSORES TICOS

SENSORES TICOS

So sensores que emitem um feixe de luz e reagem presena de objetos que se posicionam sua frente. Possuem um emissor de impulsos rpidos de luz

vermelha ou infravermelha e um receptor.

Os sensores ticos de proximidade empregam princpios ticos e eletrnicos para deteco de objetos. O diodo (LED) um emissor de luz caracterizado

pela sua robustez, tamanho reduzido, de fcil modulao e elevada vida til.

Fotodiodos ou fototransitores so empregados como elementos receptores.

O feixe de luz que sai e/ou chega ao sensor tico pode ser conduzido por um cabo de fibra tica de vidro ou polmero devido reduzida atenuao de luz

proporcionada por estes materiais.

A luz infravermelha (invisvel) utilizada quando um desempenho elevado da luz requerido como, por exemplo, para traspassar distncias elevadas.

Alm disso, a luz infravermelha menos suscetvel a interferncias (luz

ambiente).

Faixa espectral de emisso de luz

Diagrama de blocos de sensores ticos

SENSOR DE BARREIRA

Os sensores ticos de barreira enviam um sinal de sada somente quando um objeto se interpe entre o emissor e receptor. Nesta condio, o receptor no

recebe o feixe de luz do emissor e comuta enviando um sinal de controle

indicando a presena de um objeto.

As falhas ocorridas no emissor do sensor so identificadas pelo receptor como a presena de objeto. Esta caracterstica pode ser importante em

aplicaes que visam a preveno de acidentes.

Nos sensores de barreira, a unidade de emisso separada do receptor, necessitando realizar as ligaes eltricas separadamente.

SENSOR DE BARREIRA

Os receptores possuem transistores de sada PNP ou NPN e, em alguns casos, rels. A faixa de abrangncia entre emissor e receptor determinada pelo

tamanho da abertura dos dispositivos de emisso e recepo do feixe de luz do

sensor.

SENSOR DE BARREIRA

Vantagens

Elevada confiabilidade em decorrncia da emisso permanente de luz durante as paradas de operao

Ampla faixa de operao

Objetos pequenos podem ser detectados mesmo a grandes distncias

Possibilidade de operao em ambientes agressivos

Os objetos podem apresentar reflexo difusa, retro-reflexo (espelhados) ou baixo nvel de translucidez

Facilidade de posicionamento

Desvantagens

Mdulos e conexes eltricas separadas (emissor e receptor)

No podem ser empregados com materiais completamente transparentes.

Nota: Quando o sensor de barreira for utilizado para detectar materiais

transparentes, possvel ajustar a sensibilidade do sensor por meio de um

potencimetro, de forma que o receptor ser desativado quando o objeto ocasionar

a interrupo do feixe de luz oriunda do emissor.

SENSOR DE BARREIRA

Exemplos de aplicao:

SENSOR DE RETRO-REFLEXO

Os sensores ticos de retro-reflexo enviam um sinal de sada somente quando um objeto se interpe entre o emissor e receptor. Nesta condio, o

receptor no recebe o feixe de luz do emissor e comuta enviando um sinal de

controle indicando a presena de um objeto.

No sensor de retro-reflexo o emissor e o receptor so montados juntos. Contudo, um objeto refletor utilizado para reflexo do feixe de luz

proveniente do emissor.

Objetos transparentes e resplandecentes podem, em

alguns casos, no ser

detectados. Objetos

reflexivos devem ser

posicionados visando

impedir que o seu reflexo

atinja diretamente o

receptor.


Eventuais falhas que possam ocorrer com o emissor, so identificadas pelo receptor como presena de objeto.

Os sensores de retro-reflexo apresentam uma maior faixa de abrangncia, quando comparados com os sensores de reflexo de difusa. Por via de regra, a

faixa de abrangncia prxima ao refletor ligeiramente inferior faixa normal

de reflexo, sendo dependente da distncia do sensor (ao refletor) e do ajuste do

potencimetro.

O desempenho do refletor pode deteriorar com o tempo

e contaminao.

Temperaturas elevadas,

acima de 80C, podem

deformar permanentemente

peas plsticas limitando a

faixa de operao e a

eficincia do sistema de

medio.


Vantagens:

Elevada confiabilidade em decorrncia da emisso permanente de luz, mesmo durante as paradas de operao;

Fcil instalao e ajuste;

Podem operar com objetos transparentes ou reflexivos, contanto que uma percentagem suficiente de luz seja absorvida pela superfcie do material;

Na maioria dos casos, estes sensores apresentam maior faixa de operao quando comparados com sensores de reflexo difusa.

No necessitam de instalao eltrica adicional, uma vez que emissor e receptor esto instalados numa mesma pea.



Contagem de caixas

identificao de folgas em chapas

metlicas laminadas

SENSOR DE REFLEXO DIFUSA

No sensor tico de reflexo difusa, a presena de um objeto provoca a reflexo da luz do emissor at ao receptor. Este, ao receber o sinal de luz envia

o sinal binrio de controle o qual depender de sua ligao ser NA ou NF.

Nos sensores de reflexo difusa, o emissor e o receptor esto localizados na mesma pea.

A distncia de comutao depende, sobretudo, da capacidade

de reflexo do material a ser

detectado. Tamanho, acabamento

superficial, forma, massa especfica

e cor do objeto, bem como o

ngulo de incidncia da luz,

determinam a intensidade da

reflexo, de modo que pequenas

distncias, na faixa de alguns

decmetros, so alcanadas entre o

objeto e o sensor.


O plano de fundo (background) normalmente absorve ou ocasiona o desvio da luz emitida. Assim sendo, quando um objeto no est presente, a luz

refletida pelo plano de fundo deve apresentar intensidade de resposta abaixo do

limiar estabelecido para comutao do sensor a partir do receptor.

De modo semelhante, a eficincia do sensor depende da diferena de reflexo entre o objeto e o plano de fundo. Quando um leve contraste observado, faz-

se necessrio um ajuste no potencimetro de modo que a deteco confivel de

objeto seja possvel mesmo nestas circunstncias.

Pequenas distncias entre o sensor e objeto demandam

pequena superfcie de reflexo,

da mesma forma que grandes

distncias entre o sensor e

objeto demandam grande

superfcie de reflexo.

Falhas no emissor so identificadas como ausncia de

objeto.


Objetos de reflexo difusa, reflexivos e translcidos podem ser detectados com este modelo de sensor. Objetos transparentes, como vidros, plsticos e

pelculas podem ser detectados por sensores de reflexo difusa. Entretanto, o

objeto deve ser alinhado verticalmente em relao ao sensor.

Outros tipos de material so pouco reflexivos, geralmente no devem ser detectados por este modelo de sensor. Materiais feitos de borracha de cor preta,

materiais pretos com superfcie rugosa, tecido preto, metal polido so alguns

exemplos. Neste caso, uma distncia muito pequena requerida entre o objeto e

o sensor.



Identificao da posio

de objetos

identificao de posio de formato

de peas

SENSORES TICOS: caractersticas gerais

Os sensores ticos normalmente apresentam as seguintes precaues de

segurana e manuseio:

Proteo contra ligaes invertidas (erros de polaridade das ligaes);

Proteo contra curto-circuito;

Proteo contra picos de tenso;

O ajuste da sensibilidade de sensores ticos em geral efetuado por meio de

um potencimetro.

Os sensores ticos apresentam um diodo emissor de luz (LED) para indicar o

estado de comutao e auxiliar na fase de ajuste da sensibilidade (distncia de

comutao).

SENSORES TICOS

Sensores ticos esto sujeitos contaminao durante sua operao, tal como presena de poeira, fragmentos slidos ou lubrificantes. A contaminao pode

causar interferncias em conseqncia do ensujamento da lente do emissor, do

refletor (sensores de retro-reflexo) ou do objeto (sensores de reflexo difusa).

A contaminao acentuada da lente pode impedir a emisso de luz em sensores retro-reflexivos e de barreira aparentando ser a presena de um

objeto.

Em sensores de reflexo difusa, pode haver a reflexo de luz para o receptor como resultado da contaminao na prpria lente do emissor acusando uma

falsa presena de objeto.

Do mesmo modo, a contaminao elevada do objeto produz uma reflexo insuficiente para o receptor e o sensor no consegue identificar a presena de

pea.

SENSORES TICOS

Alguns sensores so providos de um sistema adicional de segurana contra contaminao da lente. Estes sensores geralmente operam com certa margem de

segurana . Por exemplo, quando = 1,5, o sensor ainda aproximadamente

opera com 50% de disponibilidade de alcance (limite mnimo).

Quando, em decorrncia da contaminao do ambiente, a sensibilidade for reduzida para = 1,5, o sensor envia um sinal binrio ou luminoso para avisar

que o limite mnimo de segurana foi alcanado.

Retro-reflexo Sensor de barreira

SENSORES TICOS

Alm da contaminao, outros fatores podem ocasionar falhas em sensores

ticos. Os principais so:

Ajuste incorreto na faixa de operao por meio do potencimetro;

Alteraes na superfcie do material detectado;

Montagem incorreta;

Vida til do emissor de luz;

Rompimento do cabo de fibra tica.

SENSORES TICOS

CABO DE FIBRA TICA

CABO DE FIBRA TICA princpios fsicos

Os cabos de fibra tica (vidro ou fibras plsticas) so usados com o propsito

de transportar a luz a lugares inacessveis ou expostos, onde no existe

alojamento para o emissor/ receptor, ou ainda devido as condies ambientais.

O transporte de luz baseia-se no princpio da total reflexo da luz de entrada irradiada dentro da fibra

Para obter total reflexo, o ncleo de elevado ndice de refrao circundado por uma cobertura de proteo com baixo ndice de refrao.

1 ncleo

2 cobertura

CABO DE FIBRA TICA

Existem trs tipos de fibras, cada qual, apresentando uma forma de propagao

do feixe de luz, os quais diferem em decorrncia de direes particulares de

propagao.

Na forma de

propagao (a) o

feixe de luz pode

assumir inmeros

ngulos de refrao

(multi-modo). Em

conseqncia, um

pequeno pulso

amplificado ao

passar atravs do

cabo. No caso (b), o

pulso mantm

idealmente sua

forma inicial (mono-

modo)

CABO DE FIBRA TICA

O caso (c) apresenta um gradiente durante a refrao do feixe de luz, obtendo

como resultado, um pulso no muito ampliado.

Os cabos de fibra tica de vidro (luz infravermelha) absorvem

consideravelmente menos luz que os cabos de polmeros (luz vermelha, 660nm)

considerando sua faixa de comprimento de onda. Em contrapartida, as fibras de

polmeros podem ser cortadas para adequar o cabo a determinados

comprimentos.

CABO DE FIBRA TICA

Os materiais mais empregados em cabos de fibra tica:

Vidro de composio variada, com 70% de dixido de silicone aproximadamente;

Vidro com aproximadamente 100% de dixido de silicone;

Plsticos e fluidos.

Basicamente, dois cabos so usados conjuntamente com os sensores. Um cabo

para transmisso e outro para recepo da luz.

Cabos de fibra tica podem ser empregados com sensores de reflexo difusa e

sensores de barreira.

Para aumentar a sensibilidade dos sensores de reflexo difusa, comum que

eles sejam usados em conjunto com refletores, formando sensores retro-

reflexivos.

CABO DE FIBRA TICA

Sensores ticos so utilizados com fibra tica quando:

No existe espao suficiente para o alojamento do emissor/receptor;

Ambientes com risco de exploso;

Locais inacessveis.

Com a utilizao de cabos de fibra tica, objetos de tamanho reduzido

podem ser detectados com confiabilidade e exatido;

Sensor de reflexo-difusa Sensor de barreira

CABO DE FIBRA TICA

A faixa de resposta determinada pela abertura da extremidade do cabo. Esta

possibilidade, permite a deteco de peas com certo desvio lateral em relao

ao sensor, mesmo para deteco de peas pequenas.

Faixa de operao do sensor de barreira Exemplo de sensor de barreira

CABO DE FIBRA TICA: aplicao

Vantagens da fibra tica:

Deteco de objetos em reas de acesso restrito (por exemplo: orifcios)

Possibilidade de instalao remota do sensor (exemplo: ambientes com risco de exploso, radiao, umidade, calor)

Deteco confivel de objetos de tamanho reduzido

Vantagens utilizando cabos de polmeros:

Mecanicamente mais forte que o cabo de vidro

O comprimento pode ser ajustado cortando-se parte do cabo

Custo mais baixo

Vantagens utilizando cabos de vidro:

Ajustvel para operar em temperaturas mais elevadas

Reduzida atenuao tica, mesmo quando a transmisso realizada em elevadas distncias, como tambm quando a faixa de operao prxima a

luz infravermelha;

Maior vida til

CABO DE FIBRA TICA: disposio dos cabos

Quando vrios sensores operam prximos uns dos outros,

interferncias entre o sinal enviado podem ocorrer. A forma de disposio dos

cabos influencia no perfil do feixe de luz, evitando a interferncia mtua.

Disposio dos cabos

CABO DE FIBRA TICA: interferncia externa

Embora os sensores de proximidade ticos apresentem, at certo limite,

proteo contra influncias externas, um feixe acentuado de luz externa pode

causar interferncia.

Soluo:

Mudar a inclinao do eixo do sensor visando evitar

incidncia direta da fonte de

luz externa sobre o sensor;

Proteger o sensor por meio de isolamento.

CABO DE FIBRA TICA: interferncia externa

Superfcies refletoras prximas podem gerar interferncia no sinal, caso esta luz

alcance o receptor do sensor

Solues:

Isolar (cobrir) as superfcie refletora

Alterar o ngulo de posio do sensor;

Reduzir a sensibilidade do receptor

As lentes do sensor devem ser protegidas contra sujeira ou limpas regularmente

(por exemplo, com jato de ar comprimido). Se a sujeira provocar interferncia,

deve-se questionar se outro sensor menos sujeito contaminao pode ser

usado.

CABO DE FIBRA TICA: exemplos de aplicao

Deteco de pequenos objetos por meio do cabo de fibra tica

(sensor de reflexo difusa).

Distino entre uma ou duas camadas de tecido.

Uma camada de tecido permite passar mais luz

do que duas camadas. O ajuste da sensibilidade

do sensor auxilia na identificao (sensor de

barreira).

CABO DE FIBRA TICA: exemplos de aplicao

Deteco de roscas de parafusos. As roscas refletem a luz de forma difusa,

enquanto que a luz refletida pela

superfcie lisa tende a assumir uma

direo diferente a do receptor (sensor de

reflexo difusa).

Deteco de peas em uma esteira transportadora (sensor de

barreira).

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