Detectores de señal

8. DETECTORES DE SEÑAL

1. INTRODUCCIÓN

Los detectores o captadores de señal son dispositivos encargados de captar información en un momento dado, y transmitir ésta al equipo neumático. Estos elementos son los que controlan cada una de las fases de un proceso automático detectando la posición del vástago de cilindros, mesas corredoras, guías deslizantes, etc. Además de controlar la posición, envían una señal para que de forma inmediata o retardada se produzca el movimiento o fase siguiente.

Existen captores de posición que detectan la presencia de un objeto, y captadores de magnitudes físicas que realizan la misma función, pero que son sensibles a un cambio de magnitud como por ejemplo la presión. Los primeros serán accionados por los propios mecanismos e irán montados en lugares estratégicos cuidadosamente situados. Los que detectan variación de magnitudes        los conductos correspondientes para detectar, bien aumento de presión o bien descenso de la misma.

En términos generales se pueden establecer los siguientes tipos: captores de señal neumáticos, captores eléctricos y detectores de proximidad de diversos tipos.

De todos ellos el mas utilizado es, sin lugar a dudas, el captador neumáticos debido a las ventajas que posee. Es el único elemento de captación, que no requiere de utilización de energía eléctrica para su funcionamiento. Directamente es capaz de si mismo de gobernar distribuidores neumáticos, sin necesidad de cuadros eléctricos auxiliares. Tanto es así, que parte del éxito de la implantación de la energía neumática frente a otros medios de transmisión, se debe a esta importante cualidad que poseen estos detectores.

1. MICROVÁLVULAS NEUMÁTICAS DE ACCIONAMIENTO MECÁNICO

Son las más utilizadas en neumática ya que confieren fiabilidad al sistema y evitan la intervención de partes eléctricas que encarecen el equipo como se ha dicho. Son de reducido tamaño ya que los caudales que circulan por ella son escasos también. Se encargan casi siempre de gobernar a los distribuidores de mando de los cilindros, accionando la corredera de los mismos para que el vástago avance o retroceda. Como ya se ha mencionado antes, han de ubicarse en lugares o posiciones determinadas ya que son accionados mecánicamente. Esta situación debe estudiarse cuidadosamente para evitar que ante un fallo en la detección o en el resto del equipo, el mecanismo accionador no pueda arrastrar a la microválvula y deteriorarla.

Dos de las formas elásticas de detección se indican en las figuras 8.1 y 8.2. en la primera se muestra una microválvula de rodillo, accionado por un tope inclinado solidario al carro que mueve el vástago del cilindro; este tipo de captación tiene la ventaja de que si el mecanismo continúa su marcha, la ruleta desciende y pasa el carro sin sufrir ningún deterioro al captador. En caso de accionamiento directo como el indicado en la figura correspondiente, el carro debe hacer tope mecánico antes de poder dañar a la microválvula, después de asegurarse de que la válvula ha sido accionada previamente.[pic 1][pic 2]

Estas válvulas poseen un cuerpo único, que suele ser común a todas ellas, y varios tipos de accionamiento. En todos los casos es preciso tener en cuenta 3 posiciones del vástago de accionamiento: estado de reposo, accionamiento o conmutación de la válvula y poscarrera, (Fig. 8.3). Desde el estado reposo, hasta el de accionamiento, existe una pequeña carrera del pulsador y, una vez accionada la válvula, existe una pos carrera o carrera de seguridad para evitar el deterioro del elemento.[pic 3]

Los tipos más frecuentes de accionamiento se resumen en la figura 8.4: de pulsador simple (a), de ruleta (b), de ruleta abatible (c), y con espiga roscada (d). El elemento básico es el primero (a), que es de ataque frontal, y a partir de el se obtienen los demás casos. El accionamiento por ruleta (b) se activa mediante una pequeña rampa, tal y como se indica en la figura 8.1 siendo pulsada la microválvula en los dos sentidos de la marcha del tope. En cambio, el de ruleta abatible (c) también es accionado mediante rampa, pero en un solo sentido; en el otro se escamotea la ruleta mecánicamente, pero no se produce la conmutación neumática. Para terminar el caso (d) es similar al (a), pero con la particularidad de que posee una espiga roscada para fijar el elemento mediante las tuercas correspondientes.[pic 4][pic 5][pic 6][pic 7]

Normalmente son válvulas de dos posiciones y tres vías, tal y como se muestra en la figura 8.5, pero pueden ser de otra configuración diferente.[pic 8][pic 9]

1. MICRORRUPTORES ELÉCTRICOS

Los microrruptores eléctricos o finales de carrera son elementos que, al igual que las microválvulas neumáticas, se encargan de enviar una señal a la válvula distribuidora cuando de una forma mecánica han sido accionados.

Para que funcionen es precisa la intervención de un circuito eléctrico con un relé intermedio que es el que directamente gobierna la bobina de la electroválvula según se muestra en la figura 8.6.

Son componentes de reducido tamaño, y al tener que ser accionados mecánicamente deben ser montados en zonas donde un elemento mecánico, como la cabeza del cilindro, el extremo de carro, etc. puedan activarlos. Debido a que se encuentran fuera del armario del circuito eléctrico, son elementos estancos y, a veces, también blindados para soportar golpes fortuitos.

El mando electromagnético de las válvulas neumáticas se instala cuando, por diversas razones, no pueden montarse las de accionamiento neumático, por la complejidad de la solución neumática o por razones técnicas de otra índole. El tener que incorporar un circuito eléctrico es siempre una solución más costosa que los montajes puramente neumáticos.

Existen muchísimos tipos de accionamiento para una misma conmutación eléctrica interior. Aquí solo se reflejan los más representativos o los de más frecuente uso. En cada caso será preciso un ataque mecánico deferente para que entren en funcionamiento. Al igual que en el caso de las microválvulas neumáticas, deben protegerse mecánicamente contra posibles fallos eléctricos o de otro tipo. Es decir al fallar la conmutación eléctrica, y si el cilindro continúa su marcha, debe escamotearse su mando sin sufrir deterioro en el cuerpo del microrruptor.

 En la figura 8.7 se muestran distintos tipos de accionamiento por vástago, donde el ataque al micro es frontal. Los casos (b), (c) y (d) son de accionamiento por rodillo mediante un tope con plano inclinado. En unos y en otros el ataque puede realizarse por ambos lados, pero el (d) posee la particularidad de que puede girarse el brazo alrededor  del eje para buscar la posición adecuada del rodillo. El caso (c) es el de varilla elástica, que puede ser accionado desde cualquier dirección y de formas muy diversas.

1. DETECTORES  MAGNÉTICOS

Los detectores magnéticos son elementos captadores de señal que se montan sobre el propio cilindro, y de muy diversas formas, pudiendo ser desplazados voluntariamente a lo largo del cuerpo de dicho cilindro. Tienen la ventaja de ocupar poco espacio ya que son de tamaño reducido. No pueden adaptarse a un cilindro convencional ya que es preciso que el pistón  y el propio cilindro posean características especiales. El pistón debe estar dotado de un imán permanente  que, al pasar por el detector de laminas, lo active y conmute los contactos. En cuanto al cilindro, poseerá ranuras especiales, railes o tirantes, para montar los detectores en la posición que más convenga a lo largo del cilindro.

En la figura 8.8 se muestra el pistón dotado de un imán permanente con el detector en reposo, y en la figura 8.9, con el detector activado y visualizado mediante un Led luminoso.

El principio del funcionamiento es sencillo: el imán montado sobre el pistón, al aproximarse al detector y por el propio campo magnético, hace variar la corriente del oscilador  que un amplificador transforma en señal de conmutación. Como puede verse es un dispositivo, al igual que los microrruptores final carrera, requieren para su funcionamiento de un circuito eléctrico que active las diferentes electroválvulas.

1. DETECTORES DE PROXIMIDAD ELECTRÓNICOS

Los detectores de proximidad electrónicos son elementos captadores de señal que funcionan sin contacto físico de ningún tipo; basta con la sola presencia de un objeto, metélico o no, que produzca una perturbación en el campo magnético sufuciente para emitir una señal. Son capaces de elevadas cadencias de funcionamiento y, al ser estáticos, sin elementos móviles ni siquiera en el interior, no sufren desgate alguno, lo que les confiere gran durabilidad.

Se dividen en inductivos, que detectan la presencia de cualquier metal como acero, acero inoxidable, latón, cobre, aluminio, etc, y capacitivos, que son sensibles a materiales aislantes sólidos, líquidos y materiales pulverulentos, así como a los metales. Unos y otros pueden ser de sección cilíndrica o rectangular y llevan incorporado un Led que se ilumina cuando el detector está activado.

Los detectores inductivos constan esencialmente de un oscilador con bobinados en la cara sensible del detector, donde se crea un campo magnético alterno. Cuando un objeto metálico, (Fig 8.10), se sitúa en dicho campo, las corrientes inducidas crean una carga adicional que provoca la detención de las oscilaciones emitiendo la correspondiente señal de apertura o cierre de un contacto.

Las distancias por detectar desde la cara activa son muy variables, y oscilan desde 0.2 a 15 mm para los de cuerpo cilíndrico, que son las más empleadas (Fig. 8.11), y hasta los 60 mm para los de sección rectangular.

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