Laboratorio 05 Sensores Fotoelectricos

CONTROL DE PROCESOS CODIGO: AE6010

LABORATORIO N° 05  “

SENSORES FOTOELECTRICOS

1. Alumnos:

2.3.-

Grupo

:

Semestre

:

Fecha de entrega

:

VI

Marco Arcos C. Hora:

Nota:

”

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CONTROL DE PROCESOS Tema :

Sensores Fotoeléctricos Nota:

App./Nom.:

I.

Grupo

Fecha:

Lab. Nº

OBJETIVOS: 

Identificar las principales características sensores fotoeléctricos de barrera y retroreflexión.



Reconocer a los sensores fotoeléctricos de barrera y retroreflexión como dispositivos útiles para el conteo de objetos.



Distinguir los sensores fotoeléctricos de barrera de los sensores fotoeléctricos de retroreflexión.



Implementar sistemas de detección de objetos utilizando sensores fotoeléctricos de barrera.

II.

MATERIAL Y EQUIPOS: 

Sensor fotoeléctrico de barrera FESTO.



Sensor fotoeléctrico de retroreflexión FESTO.

Tener cuidado con el tipo y niveles de voltaje que suministran a los equipos

Antes de utilizar los instrumentos cerciorarse si son de entrada o de salida, para no dañar los equipos

Tener cuidado en la conexión y en la desconexión de los equipos utilizados

III.

1.

05

INFORMACION TEORICA

PRINCIPIO DE FUNCIONAMIENTO DE LOS INTERRUPTORES FOTOELÉCTRICOS DE BARRERA - (Through Beam).

En este tipo de sensores, se dispone un elemento emisor y un elemento receptor montados en oposición. Figura 1. El detector evalúa permanentemente la recepción haz infrarrojo modulado generado por el emisor, en espera de una interrupción que se asume como la presencia de un objeto en determinada ubicación. Este tipo de sensores permiten la detección a grandes distancias (hasta 10 o más metros) y su reproductibilidad es muy buena. La figura 2 muestra un diagrama de bloques de la estructura interna de este tipo de sensores. La figura 3 muestra una aplicación típica.

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En estos sistemas, los objetos a ser detectados deben interrumpir totalmente el haz de luz, por lo tanto, el objeto debe tener al menos un tamaño igual o mayor que el área de la base del cono generado por el ángulo de apertura del receptor.

Si la detección no se logra con objetos semitransparentes, es posible ajustar la sensibilidad del receptor.

En este tipo de sistemas, las superficies con alto índice de reflexión no hacen insegura la operación, ello gracias al sistema de filtros polarizadores de luz que disponen tanto el emisor como el receptor.

Figura 1.

Figura 2.

Lab. Nº

05

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05

INTERRUPTORES FOTOELÉC-TRICOS DE RETROREFLEXIÓN.

En tanto que en el sistema de barrera el receptor y el emisor están montados en unidades diferentes, en los sistemas de detección por retro reflexión, una sola unidad alberga al emisor y al receptor.

En este caso, el haz modulado es reflejado por medio de un reflector prismático. La detección de los objetos se logra cuando el haz infrarrojo emitido no alcanza al reflector debido a que es bloqueado por los objetos en cuestión. Figura 4.

Figura 3.

Este montaje es más simple, debido a que no es necesario cablear por separado reduciéndose el montaje del receptor a un simple asunto mecánico de alineación.

Figura 4.

Figura 5.

el

emisor y el receptor,

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05

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Tanto en el caso de los sensores fotoeléctricos de barrera como en los de retrorreflexión se presenta el serio inconveniente de sensar objetos cuyas superficies son altamente reflectantes.

Figura 6.

Una solución elaborada consiste en el uso de filtros polarizadores tanto en el emisor como en el receptor, mismos que funcionan como trampas de luz.

La luz solar y cualquier otra fuente artificial de luz, emiten ondas luminosas cuyos vectores de campo electromagnético vibran en planos perpendiculares a la dirección de propagación.

Si estos vectores de campo electromagnético son restringidos a un solo plano por medio de retículos cristalinos de planos orientados, entonces la luz obtenida

se

denomina

“luz

polarizada” con respecto a la

Figura 7.

dirección de propagación. Ver la figura 5.

Las figuras 6 y 7 muestran como son utilizados los polarizadores ópticos y filtros de polarización a fin de detener otras ondas luminosas diferentes de aquellas que se han originado en el dispositivo emisor. Cuando las ondas de luz alcanzan un polarizador óptico, aquellas ondas que no se propagan sobre un plano determinado quedan atrapadas en el mismo, en tanto que la las ondas de luz que se propagan sobre un plano orientado en el mismo sentido del retículo cristalino del polarizador, logran atravesarlo y se propagan del otro lado libremente.

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El objeto de disponer de reflectores prismáticos consiste en generar por medio de los pequeños prismas, la rotación de la onda incidente en un ángulo de 90°, es decir que el haz polarizado emitido que se ha reflejado, se propagará sobre un nuevo plano, que forma 90° con el plano original de la onda.

Con este artilugio, se logra que solamente la luz reflejada que se propaga por el plano de 90° logre atravesar el filtro polarizador del receptor, mismo que ha sido preparado para dejar pasar solamente las ondas incidentes que se propagan por este plano.

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Grupo

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Lab. Nº

   O     Ñ    A

   S    E    M

   A    I    D

   E    D   O    J    A    O    P    I    B    A    U   R    Q    T    E

      M      R   I    F      A

      M      R   I F      A

     A       M      R   I F

     A      H      C      E     F

  :    E    T    N    E    I    B    M    A

   )    S    T    A    (

   O    I    R    O    T    A    R    O    B    A    L

   O    R    U    G    E    S    O    J    A    B    A    R    T    E    D    S    I    S    I    L     Á    N    A

  :    S    A    T    N    E    I    M    A    R    R    E    H    Y    S    O    P    I    U    Q    E    E    D    S    A    C    I    T    S     Í    R    E    T    C    A    R    A    C

   °    N    N     Ó    I    S    E    S

   R    E    L    L    A    T

     A       M      R   I    F

   A    R

   )    S   A    P   O    S   O    R   S    A   A    O    G    P    C    R   S   I    F    A    T   E   I    D    C   A    I    E   C    O    R   P    S    E    (

 .    4

 .    5

 .    6

      M      R   I    F      A

      M      R   I F      A

     A       M      R   I F

  :    A    E    R    A    T

 .    1   :    E    T    N    E    C    O    D

   L    O    R    T    N    O    C    E    D    S    A    D    I    D    E    M

 .    2    S  y   )    O  s   s   e   o   r    N    d   b    i    l    l    M   e   m    U  p   o    L   A    (    N    A

 .    3

   A    E    R    A    T    A    L    E    D    S    O    S    A    P

   1    2

3

4

5

6

7

8

   1    2 9    0    1    1    1

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Sensores Fotoeléctricos Nota: IV.

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Grupo

Fecha:

Lab. Nº

05

DESARROLLO

SENSOR FOTOELÉCTICO DE BARRERA

1.

Utilizando simbología eléctrica adecuada, esquematice la conexión para activar una lámpara indicadora, cada vez que el sensor fotoeléctrico de barrera detecte un objeto. Determine la compatibilidad de los elementos.

2.

Pruebe la operatividad de cada uno de los sensores fotoelectricos interrumpiendo el haz infrarrojo.

3. Determine el máximo alcance del dispositivo.  _______________________________________ 4.

Gire el emisor 90°, tal como se muestra en la figura adjunta. ¿Qué sucede?

 _________________________________________   _________________________________________   _________________________________________   _________________________________________   _________________________________________   ___________________________________

5.

Explique brevemente cómo alineó el emisor con el receptor. Ilustre con un dibujo.

 __________________________________________________________________________________   __________________________________________________________________________

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SENSOR FOTOELÉCTICO DE REFLEXIÓN

6.

Utilizando simbología eléctrica adecuada, esquematice la conexión para activar un relé auxiliar, cada vez que el sensor fotoeléctrico de retro reflexión detecte un objeto. Determine la compatibilidad de los elementos.

7.

Pruebe el sistema interrumpiendo el haz infrarrojo.

8.

Determine el máximo alcance del dispositivo.  ______________________________________

9.

Trate de detectar objetos utilizando otro reflector. ¿Qué sucede? ¿Por qué?

 ________________________________________________________________________________   ________________________________________________________________________________   ________________________________________________________________________________ 10. Indique ventajas y desventajas de los sensores ópticos industriales

VENTAJAS

DESVENTAJAS

11. Realice un circuito y/o esquema donde evidencie la aplicación de este sensor óptico reflexivo.

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Fecha:

Lab. Nº

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SENSOR FOTOELÉCTICO DIFUSO

NO DOBLE NI FLEXIONE EL CABLE DE FIBRA OPTICA

12. Utilizando simbología eléctrica adecuada, esquematice la conexión para activar un relé auxiliar, cada vez que el sensor fotoeléctrico difuso detecte un objeto. Determine la compatibilidad de los elementos. 13. Alimente al sensor con 24 volts y mida la salida de corriente con el amperímetro.

14. Determine el máximo y mínimo alcance del dispositivo con diferentes superficies de reflexión

Material

Distancia Máxima mm

mA

Distancia Mínima mm

mA

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Sensores Fotoeléctricos Nota:  V.

App./Nom.: OBSERVACIONES, CONCLUSIONES Y APLICACIONES

Grupo

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Sensores Fotoeléctricos Nota:

App./Nom.:

Fecha:

Lab. Nº

Sensores de proximidad Fotoelectricos

PROYECTO SEMESTRE

Grupo

GRUPO

FECHA LISTA DE MATERIALES

ITEM

DESCRIPCION 1 2 3 4 5 6 7 8 9

10 LISTA DE HERRAMIENTAS Y EQUIPOS 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

UNIDAD CANT.

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Sensores Fotoeléctricos Nota:

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Grupo

Fecha:

Lab. Nº

COSTO DE MATERIALES

ITEM UNIDAD

DESCRIPCION

PRECIO CANT. UNIT. S/.

1

2

3

4

5

6

TOTAL S/.

FIN DEL DOCUMENTO

PRECIO TOTAL S/.

05