Sensores de Proximidad Ultrasónicos

Los sensores de proximidad ultrasónicos son un tipo común de sensor de proximidad utilizado en muchas aplicaciones de fabricación y automatización.
Se utilizan principalmente para la detección de objetos y la medición de distancias, y suelen emplearse en el procesamiento de alimentos y bebidas, así como en diversas aplicaciones de envasado.

¿Qué son los sensores ultrasónicos de proximidad?

Los sensores ultrasónicos funcionan utilizando frecuencias de sonido superiores al límite audible del oído humano (alrededor de 20 kHz), que suele estar en el rango de 25 a 50 kHz.

El principio físico básico de la detección por ultrasonidos es que el sensor envía un impulso ultrasónico y recibe un impulso de vuelta.

Utilizando la diferencia de tiempo entre la señal enviada y la recibida, se puede determinar la distancia al objeto.

Un diseño común es construir tanto el transmisor como el receptor en la misma carcasa física, aunque también pueden estar alojados en unidades separadas como ciertos sensores fotoeléctricos con emisores y detectores separados.

El hecho de alojar el transmisor y el receptor en la misma unidad simplifica la instalación y el cableado.

Dado que los sensores de proximidad ultrasónicos utilizan el sonido en lugar de la luz, pueden utilizarse donde los sensores fotoeléctricos tienen dificultades, como en la detección de objetos y etiquetas de plástico transparentes, superficies muy reflectantes que desvían los sensores ópticos o incluso niveles de líquido.

También son inmunes a contaminantes comunes como el polvo, la humedad y la luz ambiental.

En función de los requisitos de la aplicación, los sensores de proximidad por ultrasonidos pueden instalarse y funcionar de distintas maneras.

De hecho, como la detección en sí se basa en la emisión de ondas y su detección, las formas en que pueden instalarse son paralelas a las de los sensores fotoeléctricos.

Es decir, las configuraciones pueden incluir la simple reflexión de las ondas sonoras (como en los modos retrorreflectantes) o pueden configurarse para una detección de tipo haz pasante o un modo difuso.

Para la mayoría de las aplicaciones de detección que utilizan sensores ultrasónicos, es deseable tener un haz de salida bastante estrecho para evitar reflexiones que podrían producir lecturas inexactas.

Un haz más amplio se dispersará en un área mayor y puede causar patrones de interferencia que podrían causar lecturas inexactas.

Además del ángulo del haz, hay que tener en cuenta otros parámetros, como el modo de detección óptimo para la aplicación, el rango de medición necesario, el tipo de salida (analógica o de interruptor/relé), así como el tamaño, la forma y el material de la carcasa.

Beneficios de los sensores de proximidad ultrasónicos 

La tecnología utilizada por los sensores de proximidad ultrasónicos es sin contacto, esto da a los sensores la mayoría de las ventajas que tienen.
Las ventajas de los sensores de proximidad ultrasónicos incluyen:

• No tienen desgaste – Los sensores ultrasónicos no tienen partes móviles; esto los hace completamente libres de desgaste y les da una vida más larga que las alternativas de contacto.
• Alta precisión – Debido a su funcionamiento, los sensores ultrasónicos son muy precisos y pueden utilizarse para detectar alteraciones muy pequeñas en la posición. También pueden medir el grosor de un objeto, así como la profundidad de la superficie paralela.
• Detección de formas – Otros tipos de sensores de posición pueden detectar la posición de un objeto pero, donde un sensor ultrasónico sobresale es que también puede detectar tamaños y formas de los objetos. Esto los hace mucho más flexibles en cuanto a su uso en aplicaciones.
• Detecta diversos materiales – Los sensores de posición por ultrasonidos pueden detectar y medir objetos independientemente de su superficie o color.
• Facilidad de uso – Otra ventaja de los sensores ultrasónicos es que pueden interactuar fácilmente con un microcontrolador y su funcionamiento no es peligroso.