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Instrumentação e Controle Capitulo 05 Sensores de Presença64 Índice

5 – SENSORES DE PRESENÇA65
5.1 - SENSORES ÓPTICOS65
5.1.1 - Sensor de Detecção por Retro-Reflexão67
5.1.2 - Sensores ópticos, por detecção por barreira:68
5.1.3 - Sensor óptico, detecção por reflexão difusa68
5.1.4 – Cabos de fibra óptica:70
5.1.5 - Características70
5.2 - SENSOR INFRAVERMELHO ATIVO72

Instrumentação e Controle Capitulo 05 Sensores de Presença65 Capítulo 05

5 – SENSORES DE PRESENÇA

5.1 - SENSORES ÓPTICOS

Os sensores ópticos, são componentes eletrônicos de sinalização e comando que executam detecção de qualquer material sem que haja contato mecânico entre eles.

O princípio de funcionamento do sensor óptico baseia-se na existência de um emissor e um receptor. A luz gerada pelo emissor deve atingir o receptor com intensidade suficiente para fazer com que o sensor comute sua saída.

Figura 5.1 - Principio de Funcionamento

0 sinal de luz gerado pelo emissor do sensor óptico é modulado numa determinada freqüência, ou seja, o emissor gera um sinal com um certo número de lampejos por segundo. 0 receptor do sinal do sensor é acoplado um filtro que somente considera válido sinais com a mesma freqüência do emissor. Esta característica é empregada no sensor óptico para minimizar os efeitos de possíveis interferências causadas por outras fontes luminosas que não o emissor.

Operação do Sensor Óptico de Acordo com o Diagramas de Blocos Abaixo:

Oscilador- Gera um sinal elétrico modulado e envia ao emissor.

Emissor- Transforma o sinal elétrico vindo do oscilador em um feixe de luz pulsante (modulado), sendo executada a emissão do sinal.

Receptor- Converte o sinal de luz pulsante (modulado) em um sinal elétrico modulado.

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Pre-Amplificador- Adequa o sinal elétrico modulado vindo do receptor a níveis compatíveis com o circuito eletrônico do sensor.

Analisador de Freqüência - Compara a freqüência do sinal recebido pelo receptor com a freqüência do sinal gerado pelo emissor, considerando apenas os sinais que sejam compatíveis.

Discriminador - Compara o nível do sinal recebido do analisador de freqüência com níveis pré estabelecidos, definindo o estado do sensor.

Estágio de Saída - Recebe o sinal do discriminador e comuta a carga.

LED- Indicador de estado, sendo acionado pelo discriminador.

Fonte de Alimentação - A alimentação do circuito do sensor é feita por um Regulador intemo.

Figura 5.2 - Diagrama de um sensor óptico (retro-reflexão e reflexão difusa)

Figura 5.3 – Exemplo de aplicação de um sensor óptico tipo retro-reflexão

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Figura 5.4 - Sensor óptico por retro-reflexão

5.1.1 - Sensor de Detecção por Retro-Reflexão

Nesse tipo de sensor o emissor e o receptor também estão montados no mesmo corpo. Um feixe de luz é estabelecido entre o emissor e o receptor por intermédio do refletor. 0 sensor é ativado quando o objeto interrompe o feixe de luz. 0 objeto detectado pode deixar passar uma baixa intensidade luminosa desde que o limiar de detecção seja atingido (Figura 5.3). Ele também pode refletir a luz de maneira direta ou difusa, desde que esta não seja detectada pelo receptor do sensor com intensidade suficiente para acioná-lo. Por esta razão, objetos muito transparentes, claros ou brilhantes podem eventualmente não ser detectados por esse tipo de sensor. 0 sensor de retro-reflexão possui distancia de acionamento totalmente dependentes das características do refletor, sendo portanto as condições desse acessório, tais como: limpeza, dimensão, instalação e características construtivas vitais para o perfeito acionamento do conjunto.

Uma falha no emissor do deste tipo de sensor faz com que o mesmo interprete como "HA Objeto".

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5.1.2 - Sensores ópticos, por detecção por barreira:

O sensor óptico de detecção por barreira de luz possui o emissor e o receptor montados em corpos separados. Estes dois componentes ao serem alinhados, criam entre si uma barreira de luz. A presença de um objeto interrompendo esta barreira faz com que o sensor seja ativado.

Figura 5.5 - Sensores óptico por detecção por barreira

5.1.3 - Sensor óptico, detecção por reflexão difusa

O sensor óptico de detecção por reflexão-difusa, possue o emissor e o receptor montados no mesmo corpo. A luz gerada pelo emissor cria uma região ativa onde a presença de um objeto, faz com que a luz seja refletida de forma difusa, de volta ao receptor, ativando o sensor.

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Figura 5.6 - Sensor do tipo reflexão difusa Figura 5.7 - Aplicação de sensores de reflexão-difusa

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5.1.4 – Cabos de fibra óptica:

Os cabos de fibra óptica são acessórios de grande utilidade para a aplicação em conjunto com alguns modelos de sensores ópticos. Sua função é fazer a transmissão do sinal luminoso do emissor ao local onde deseja-se executar a detecção do objeto. Os cabos de fibra óptica reproduzem os efeitos dos sensores por reflexão-difusa, retro-reflexão ou barreira de luz.

Figura 5.8 - Fibra óptica de vidro

Devido à tolerância de componentes, raio de luz, curvatura das fibras, e da qualidade da interface óptica, poderão ocorrer diferenças significativas nas distâncias de detecção.

5.1.5 - Características

Distância de acionamento S (m)

Distância de acionamento, define o espaço entre o objeto acionador e a face ativa do sensor no momento em que a saída muda de estado.

Fator de correção

Nos sensores de detecção por reflexão-difusa, a distância de acionamento depende das dimensões do objeto a ser detectado, do acabamento da superfície e de sua cor.

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Na tabela abaixo temos exemplos do fator de correção para algumas variações de materiais em função do acabamento de sua superfície e da cor.

MaterialFator de correção Cartão Kodak Gray Control1.0 Isopor branco 1.0...1.2 Metal brilhante 1.2...2.0 Madeira in natura0.4...0.8 Tecido de algodão branco0.5...0.8 Cartolina, preto fosco0.1 Cartolina, preto brilhante0.3 PVC, cinza0.4...0.8

Terminologias elétricas utilizadas

As simbologias descritas abaixo são utilizadas nas tabelas de dados técnicos que definem as características dos sensores.

snDistância de acionamento nominal VTensão de alimentação do sensor

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