Ultrasonidos frente a infrarrojos: optimización de la selección de sensores industriales

Este artículo se centrará en los tres aspectos clave siguientes:

• Mecanismos físicos y principios de funcionamiento: Detallar las diferencias fundamentales entre las tecnologías de detección ultrasónica e infrarroja en términos de fuentes de señal, lógica de detección, medios de propagación y características de respuesta.
• Adaptabilidad y robustez medioambiental: Profundizar en el rendimiento de la estabilidad y las estrategias de compensación de ambas soluciones de detección en entornos industriales complejos, con especial énfasis en las importantes ventajas de la tecnología ultrasónica en medios difíciles.
• Escenarios de aplicación típicos y aspectos esenciales del diseño de sistemas: Analizar las consideraciones críticas de diseño, las estrategias precisas de calibración y las prácticas de fusión multisensor en aplicaciones industriales específicas.

• Principio básico: Los sensores ultrasónicos utilizan el efecto piezoeléctrico para convertir la energía eléctrica en ondas sonoras de alta frecuencia que se emiten hacia un objetivo. Al recibir los ecos reflejados y medir con precisión el tiempo de ida y vuelta, se determina la distancia al objetivo. La velocidad del sonido se ve afectada significativamente por las propiedades físicas del medio (especialmente la temperatura), por lo que es necesario compensarla.
• Fórmula de la distancia: Distancia d = (v - t) / 2, donde v es la velocidad del sonido, aproximadamente 343 m/s en el aire a 20°C,, y puede aproximarse mediante v ≈ 331.4 + 0.6 - T (donde T está en grados Celsius).
• Características del haz y acoplamiento: Los sensores ultrasónicos emiten ondas sonoras con ángulos de haz y directividad específicos. El acoplamiento acústico eficaz al medio es crucial. La impedancia acústica del material objetivo, la rugosidad de la superficie y los dispersores del entorno influyen en la calidad del eco.
• Rendimiento y limitaciones:
  • Ventajas: Los sensores ultrasónicos son insensibles a las interferencias ópticas y pueden penetrar eficazmente en entornos con partículas como vapor, niebla y polvo, garantizando un funcionamiento estable en condiciones adversas. Su dependencia del color, la transparencia o el material del objetivo es baja, lo que los hace especialmente adecuados para la medición de distancias de medio a largo alcance, la supervisión del nivel de líquidos/materiales y la evitación general de obstáculos, demostrando una robustez excepcional.
  • Limitaciones: La resolución suele ser inferior a la de los sensores IR y el tiempo de respuesta es relativamente más lento. La velocidad del sonido se ve afectada por la temperatura, la humedad y la densidad del medio, por lo que es necesario calibrarlos. Tienen una “zona muerta” o “efecto de campo cercano”, y los ecos pueden atenuarse considerablemente o sufrir interferencias multitrayecto con materiales blandos que absorben el sonido o estructuras superficiales complejas.

• Principio básico: Los sensores IR emiten longitudes de onda específicas de haces de luz infrarroja cercana y analizan la señal luminosa reflejada de la superficie del objetivo para determinar su presencia, distancia o características de la superficie.
• Modos de medición de la distancia:
  • Triangulación: Mide con precisión la relación angular entre el emisor, el receptor y la luz reflejada para calcular la distancia al objetivo, adecuado para la detección a corta distancia y de alta precisión.
  • Tiempo de vuelo (TOF): Mide el tiempo que tarda la luz IR en viajar hasta el objetivo y volver al receptor. Distancia d ≈ c * t / 2, lo que requiere una sincronización de alta precisión y la supresión de la luz ambiental.
• Rendimiento y limitaciones:
  • Ventajas: Los sensores IR suelen ofrecer una alta resolución espacial, tiempos de respuesta rápidos, estructuras compactas y costes relativamente bajos. Destacan en la detección de objetos a corta distancia, el reconocimiento de bordes y la identificación de colores y texturas específicos.
  • Limitaciones: El rendimiento es susceptible a la intensidad de la luz ambiente, la reflectividad de la superficie del objetivo (por ejemplo, reflejos especulares, materiales muy absorbentes o muy transparentes) y la transparencia del medio (por ejemplo, vapor, polvo, niebla), lo que reduce la estabilidad y fiabilidad de la medición.

Para aplicaciones industriales, las siguientes dimensiones comparativas ayudan a los ingenieros a evaluar rápidamente la idoneidad:

• Distancia y resolución:
  • Ultrasónico: Adecuado para mediciones de medio a largo alcance. La resolución está limitada por la frecuencia y el diseño, pero es muy inmune a las interferencias de la luz ambiente, siendo crítica la relación señal/ruido.
  • IR: Ofrece alta resolución y respuesta rápida a corta distancia, pero es susceptible a las condiciones ópticas.
• Robustez medioambiental:
  • Ultrasónico: Insensible a las interferencias ópticas (por ejemplo, luz intensa, humo, polvo). Presenta una excelente estabilidad a temperaturas extremas, fluctuaciones de humedad, cambios de medio y cuando hay obstáculos en la trayectoria del sonido.
  • IR: Muy sensible a la intensidad de la luz, el color y la superficie. La fiabilidad disminuye considerablemente en entornos con vapor, polvo o materiales transparentes.
• Dependencia del medio y de la superficie:
  • Ultrasónico: Depende de las características de reflexión acústica y acoplamiento del material objetivo. Es insensible al color del objetivo y a la transparencia óptica.
  • IR: Depende en gran medida de las características de reflexión óptica de la superficie del objetivo.
• Coste, tamaño y complejidad de la integración:
  • Ultrasónico: Tamaño y coste manejables, pero requiere prestar atención al acoplamiento acústico, el embalaje del transductor y la compensación de temperatura. La integración puede ser algo más compleja, pero su fiabilidad en entornos difíciles suele reportar mayores beneficios globales.
  • IR: Generalmente de menor coste, compactos, fáciles de integrar, adecuados para el despliegue a gran escala y de bajo coste.

Garantizar el funcionamiento fiable de los sensores en entornos industriales complejos exige tener en cuenta consideraciones críticas de diseño a nivel de sistema:

• Compensación térmica y ambiental:
  • Ultrasónico: Los algoritmos de detección y compensación de la temperatura en tiempo real son esenciales para corregir el efecto de la temperatura en la velocidad del sonido. En medios líquidos o gaseosos, también es necesario corregir la velocidad del sonido en función de los cambios de densidad y composición.
  • IR: Requiere tener en cuenta la estabilidad de la fuente de luz, las estrategias de supresión de la luz ambiental y el ajuste dinámico del umbral para variar la reflectividad de la superficie.
• Tratamiento y calibración de señales:
  • Ultrasónico: Requiere técnicas avanzadas de filtrado (por ejemplo, filtro de Kalman), algoritmos precisos de detección de picos de eco, temporización para diferenciar ecos válidos y supresión de interferencias multitrayecto. También puede aplicarse la fusión de señales en conjuntos de sondas múltiples.
  • IR: Implica la optimización de los umbrales de luminosidad, la supresión eficaz del ruido, la calibración adaptativa continua de los modelos de reflexión de la superficie y la mejora de la solidez en condiciones complejas mediante mediciones multipunto o multiángulo.
• Fusión multisensor: En escenarios industriales extremadamente complejos, a menudo una sola tecnología de detección no puede satisfacer todos los requisitos. La fusión inteligente de las salidas de los sensores ultrasónicos e IR permite crear sistemas de detección más robustos, redundantes y completos, aprovechando especialmente la gran adaptabilidad ambiental de los ultrasonidos.
• Seguridad y fiabilidad: La estabilidad a largo plazo, la facilidad de mantenimiento y la conveniencia de la calibración in situ deben ser consideraciones básicas desde el principio del diseño.

Los ingenieros suelen caer en las siguientes trampas durante la selección y aplicación de los sensores:

• Error 1: Centrarse únicamente en una única especificación técnica (por ejemplo, el alcance máximo o la resolución más alta) sin tener en cuenta la complejidad del entorno operativo real, los costes de mantenimiento a largo plazo y la estabilidad general del sistema.
  • Estrategia: Adoptar un enfoque de evaluación holístico, teniendo en cuenta la adaptabilidad al entorno, el MTBF (tiempo medio entre fallos), los ciclos de calibración y la complejidad del mantenimiento.
• Pitfall 2: Subestimación del impacto de factores ambientales como la temperatura, la humedad y la composición del medio en el rendimiento real del sensor, lo que provoca desviaciones significativas de los valores calibrados.
  • Estrategia: Realice una evaluación exhaustiva de las condiciones ambientales durante la fase de diseño y asegúrese de que el sensor seleccionado cuenta con los mecanismos de compensación adecuados o utilice productos de calidad industrial capaces de soportar condiciones extremas. En el caso de los sensores ultrasónicos, la compensación de temperatura es indispensable. Es aconsejable realizar pruebas in situ a pequeña escala para verificar el rendimiento.
• Error 3: Tratar los parámetros físicos de los sensores ópticos o acústicos de forma aislada, sin reconocer el efecto sinérgico de los componentes del sistema, como los circuitos de accionamiento, las unidades de procesamiento de señales, el embalaje mecánico y los métodos de montaje, sobre el rendimiento final.
  • Estrategia: Desde el punto de vista de la ingeniería de sistemas, el sensor es un eslabón de toda la cadena de detección. La optimización debe abarcar todo el recorrido, desde la adquisición de la señal hasta la salida de los datos, garantizando una alta coordinación y correspondencia entre los componentes.

• Medio ambiente y condiciones del medio:
  • Cuando la luz ambiental es compleja, los objetivos son muy reflectantes, hay materiales transparentes o el vapor, la niebla y el polvo provocan interferencias ópticas, la tecnología ultrasónica es una opción más fiable gracias a sus principios acústicos superiores.
• Requisitos de distancia y resolución:
  • Para mediciones de medio a largo alcance, escasa dependencia de las propiedades ópticas, estimación estable de la distancia o capacidad para penetrar en entornos con interferencias, las soluciones ultrasónicas ofrecen un mayor rendimiento.
  • Para la detección de detalles a corta distancia y de alta resolución con velocidades de actualización muy rápidas, los sensores IR suelen ofrecer ventajas en cuanto a resolución y velocidad de respuesta.
• Superficie objetivo y dependencia del medio:
  • Si las propiedades acústicas del medio objetivo tienen poca repercusión en las mediciones, o si las condiciones ópticas del entorno operativo no pueden controlarse eficazmente, las soluciones acústicas/ultrasónicas suelen presentar una mayor solidez, ya que no dependen de las características visuales del objetivo.
  • Si el color, la textura, el brillo o el revestimiento de la superficie del objetivo afectan significativamente a la reflexión y absorción de la señal óptica, debe prestarse especial atención a la dependencia del sensor de las características superficiales.
• Costes de integración y mantenimiento del sistema:
  • Las soluciones ultrasónicas destacan por su robustez medioambiental. Aunque pueden requerir una mayor integración a nivel de sistema (por ejemplo, optimización del acoplamiento acústico, algoritmos de compensación de temperatura/medio), su estabilidad a largo plazo en entornos adversos suele traducirse en mayores beneficios totales del ciclo de vida.
  • Los sensores IR suelen ser compactos, menos costosos y más fáciles de desplegar, lo que los hace adecuados para aplicaciones a gran escala y de bajo mantenimiento.

• Escenario A: Medición de nivel de líquidos/materiales, detección de límites o funcionamiento en entornos con mucho vapor, niebla o polvo.
  • Tendencia a la selección: Preferiblemente por ultrasonidos. Insensible a las interferencias ópticas, capaz de penetrar o eludir eficazmente las partículas y la humedad, ofreciendo una robustez significativamente mayor.
• Escenario B: Medición de distancia que requiere penetración o ignorar el color/textura de la superficie, con una distancia objetivo relativamente larga.
  • Tendencia a la selección: Ultrasónico más adecuado. Proporciona una estimación estable de la distancia que no se ve afectada por las propiedades ópticas de la superficie del objetivo.
• Escenario C: Detección de bordes de alta resolución y corto alcance con buenas condiciones de iluminación e interferencias ambientales mínimas.
  • Tendencia a la selección: IR más ventajoso. Ofrece alta resolución, respuesta rápida y es económico y de tamaño reducido.
• Escenario D: Fuerte contraste visual, superficies limpias y gran exigencia de conocimiento rápido de la situación.
  • Tendencia a la selección: Los infrarrojos pueden utilizarse para una detección rápida y un posicionamiento de alta resolución. Sin embargo, hay que tener en cuenta los posibles efectos de las interferencias ópticas y los cambios en el estado de la superficie sobre la estabilidad de las mediciones.
• Escenario E: Condiciones complejas que requieren la fusión de varios sensores (por ejemplo, navegación + identificación de límites + vigilancia del entorno).
  • Tendencia a la selección: Se prefiere una estrategia combinada. Dar prioridad a la evaluación de esquemas eficientes de procesamiento y fusión de señales y, a continuación, determinar la proporción y combinación de tecnologías de detección individuales en función de las necesidades específicas.

• Compensación de temperatura y medio:
  • Ultrasónico: Es obligatorio controlar y compensar en tiempo real los importantes efectos de la temperatura, la humedad y la densidad del medio sobre la velocidad del sonido.
  • IR: Ajuste dinámico de la intensidad luminosa, umbrales de reflexión de la superficie.
• Tratamiento y calibración de señales:
  • Ultrasónico: Utiliza filtrado avanzado, detección precisa de picos de eco y temporización para suprimir las interferencias multitrayecto.
  • IR: Optimiza los umbrales de luminosidad, la supresión de ruido y la calibración adaptativa dinámica.
• Mantenimiento y fiabilidad:
  • Ultrasónico: La estabilidad a largo plazo de la interfaz de acoplamiento acústico, la durabilidad del encapsulado en diferentes medios y la simplificación de la calibración de campo son cruciales.
  • IR: La limpieza de los componentes ópticos y los posibles cambios en la reflectividad de la superficie del objetivo son puntos clave del mantenimiento.
• Coste y velocidad de implantación:
  • Ultrasónico: Aunque los costes iniciales de diseño e integración pueden ser ligeramente superiores, la rentabilidad total de su ciclo de vida suele ser superior en aplicaciones industriales que requieren una gran robustez y una gran tolerancia medioambiental.
  • IR: Menor coste inicial y despliegue más rápido.

• Dé prioridad a los ultrasonidos cuando:
  • El entorno de trabajo presenta interferencias ópticas como vapor, niebla, polvo o humo.
  • La medición debe penetrar en medios opacos o es insensible al color/transparencia del objetivo.
  • La distancia de medición es larga, por lo que se requiere información de distancia estable y fiable.
  • Las características del medio (por ejemplo, temperatura, humedad) pueden compensarse eficazmente, o el propio sensor tiene una gran capacidad de adaptación al entorno.
• Dar prioridad a las IR cuando:
  • Las condiciones de luz ambiental son buenas o controlables, y la reflectividad de la superficie del objetivo es estable.
  • Se requiere proximidad, alta precisión y velocidad de respuesta.
  • Muy sensible a los costes, busca una implantación rápida y sencilla.
  • La tarea principal consiste en identificar colores, texturas, patrones u objetos diminutos.
• Priorizar la fusión multisensor cuando:
  • Las demandas de las aplicaciones implican múltiples tareas complejas como la navegación, la identificación de límites y la vigilancia del entorno.
  • Un solo sensor no puede cumplir todos los requisitos de rendimiento o robustez.
  • Buscando una fiabilidad del sistema y una tolerancia a fallos extremadamente altas.
• Principio básico: Para medir distancias independientemente de las características del material/medio, o cuando se trabaja en medios complejos y agresivos, los ultrasonidos ofrecen ventajas incomparables. Para el posicionamiento de alta resolución a corta distancia con condiciones de superficie controladas, a menudo se prefiere IR.

• Los ultrasonidos son adecuados para: Entornos con importantes interferencias ópticas (por ejemplo, vapor, niebla, polvo), que requieren la penetración de medios opacos, largas distancias de medición o una gran solidez frente a los cambios en las características del medio.
• IR es adecuado para: Aplicaciones de corto alcance y alta resolución con condiciones ópticas estables, sensibles a los costes y centradas en el reconocimiento óptico de rasgos.

• Escenario: La supervisión del nivel de tanques y silos a menudo se enfrenta a retos como vapor, espuma, manchas de aceite, medios corrosivos y fluctuaciones de temperatura.
• Comparación: La tecnología ultrasónica no depende de la transmisión óptica y puede penetrar eficazmente en vapor, espuma y medios turbios, proporcionando información de distancia estable y fiable. Los sensores ópticos/IR muestran una estabilidad significativamente reducida en tales condiciones.
• Conclusión: Sensores ultrasónicos son la opción preferida para la supervisión del nivel de líquidos/materiales debido a su excelente robustez medioambiental y capacidad de penetración media.

• Escenario: Los AGV evitan obstáculos y navegan en almacenes abiertos, líneas de producción, etc., expuestos al polvo, los reflejos del suelo, la humedad y los cambios de luz ambiental.
• Comparación: Los sensores ultrasónicos son más resistentes a los reflejos del suelo, el polvo ambiental y las condiciones de humedad, por lo que proporcionan dictámenes de distancia más estables, y son especialmente buenos para detectar obstáculos negros o transparentes. Los sensores de infrarrojos son propensos a lecturas erróneas o fallos en condiciones de iluminación inestable o con objetos transparentes.
• Conclusión: Sensores ultrasónicos son dominantes en este escenario; su fiabilidad en entornos operativos AGV complejos y dinámicos es superior a las soluciones puramente ópticas.

• Escenario: En las líneas de producción industrial, como el procesamiento de películas, papel y textiles, se requiere un reconocimiento de bordes de alta precisión. Los materiales transparentes o estampados aumentan considerablemente la dificultad de la detección óptica.
• Comparación: Los sensores ultrasónicos, al no verse afectados por las propiedades ópticas, demuestran una mayor robustez a la hora de detectar los bordes de películas transparentes, estampados o materiales contaminados, proporcionando una información de distancias más coherente. Los sensores IR ofrecen una alta resolución cuando las superficies están limpias y las condiciones ópticas son estables.
• Conclusión: En condiciones de contaminación superficial, fluctuaciones de luz, o al manipular materiales transparentes/patrón, ultrasónico son más robustos. Los sensores IR tienen ventajas cuando las superficies están limpias y las condiciones ópticas son controlables.

• Escenario: En la impresión, el envasado y el procesamiento de metales, es crucial distinguir con precisión las hojas simples de las dobles. Los materiales transparentes, los distintos grosores y las características de la superficie afectan a la atenuación de la señal.
• Comparación: Los sensores ultrasónicos son insensibles a las diferencias de medio (hoja simple frente a doble) y a las interferencias ópticas. Pueden distinguir de forma estable diferentes grosores de material, sin verse afectados por el color, la transparencia o los patrones de impresión. Los sensores IR son propensos a fluctuaciones con interferencias ópticas.
• Conclusión: Sensores ultrasónicos son la tecnología líder en este escenario debido a su excelente robustez en el manejo de materiales diversos y entornos ópticos complejos.

• Escenario: La medición continua de los diámetros de las bobinas (por ejemplo, papel, película, cables) es fundamental para una producción estable y un control preciso de la tensión. Los cambios en el color, el brillo o el revestimiento de la superficie del material de la bobina afectan significativamente a las mediciones ópticas.
• Comparación: Los sensores ultrasónicos son insensibles al aspecto del objeto (color, brillo, revestimiento) y proporcionan mediciones de distancia estables y fiables para calcular con precisión el diámetro del rodillo. Los sensores IR tienen dificultades para mantener la estabilidad de la medición cuando se enfrentan a cambios significativos en el color o el brillo de la superficie del rodillo.
• Conclusión: Sensores ultrasónicos demuestran una mayor robustez en la detección del diámetro del rollo y la distancia, especialmente en situaciones de luz intensa o rollos de apariencia compleja, en las que su rendimiento es significativamente superior al de los sensores IR.

• Escenario: Al emitir ondas sonoras y analizar las ondas reflejadas por el objeto sometido a prueba, el cálculo de la energía absorbida y atenuada dentro del material permite inferir con precisión su composición, densidad, porosidad o estructura interna. Esto es crucial para la identificación de materiales, el control de calidad o la evaluación del rendimiento.
• Comparación: Los sensores ultrasónicos diferencian eficazmente varios materiales y cuantifican sus propiedades internas (por ejemplo, identifican tipos de plásticos, detectan el contenido de resina en materiales compuestos o evalúan la densidad del hormigón) analizando la velocidad de propagación de las ondas sonoras, las tasas de atenuación y los patrones de absorción de energía dentro de los distintos materiales. También presentan una gran inmunidad a las condiciones ópticas de la superficie del material. Las señales ópticas (IR) se utilizan principalmente para la detección de características superficiales y tienen una capacidad limitada para adquirir información sobre la absorción y atenuación internas.
• Conclusión: Sensores ultrasónicos son la tecnología dominante para la caracterización e identificación de materiales debido a su excelente capacidad de penetración y sensibilidad a las características internas de absorción y atenuación acústica, lo que garantiza un análisis no destructivo más fiable y profundo.

• Escenario: Los entornos industriales suelen presentar condiciones severas como polvo, humo, humedad, luz intensa y temperaturas extremas, lo que dificulta el funcionamiento estable de los sensores ópticos (incluidos los IR).
• Comparación: Las ondas sonoras tienen una gran capacidad de penetración, lo que permite que los sensores ultrasónicos funcionen bien en entornos difíciles llenos de partículas o luz intensa, sin que el medio interfiera directamente. Las soluciones ópticas, como los infrarrojos, son muy sensibles a estos factores ambientales, lo que puede degradar su rendimiento o provocar fallos.
• Conclusión: En entornos industriales hostiles, los sistemas de detección por ultrasonidos tienen como prioridad mantener una gran robustez, fiabilidad y capacidad operativa continua.

• Escenario: La detección de objetos extremadamente pequeños y que se mueven con rapidez, como cables finos, agujas o componentes microelectrónicos, suele ser necesaria en sectores como el ensamblaje electrónico y el envasado médico.
• Comparación: Los sensores fotoeléctricos IR consiguen una precisión de detección de objetos a nivel de micras y tiempos de respuesta extremadamente rápidos en distancias cortas gracias a su haz de luz muy estrecho y a su alta frecuencia de conmutación. La longitud de onda y la zona muerta mínima de las ondas sonoras ultrasónicas limitan su capacidad para detectar objetivos extremadamente pequeños.
• Conclusión: Este escenario se adapta mejor a la tecnología de detección IR para la detección de objetos pequeños de alta precisión.

• Escenario: La detección rápida de objetos o personas en una zona amplia de equipos automatizados, estaciones de trabajo robotizadas o entradas/salidas es necesaria para garantizar la seguridad de los operarios.
• Comparación: Las cortinas fotoeléctricas de seguridad IR o los interruptores fotoeléctricos forman una zona de protección utilizando múltiples haces de luz IR, proporcionando una detección de obstáculos rápida y fiable. Son rentables y relativamente fáciles de instalar. La cobertura de grandes áreas con sensores ultrasónicos aumenta el coste y la complejidad del cableado.
• Conclusión: Este escenario es más adecuado para las cortinas de luz de seguridad IR como solución principal.

P1: ¿Qué hay que tener en cuenta a la hora de utilizar sensores ultrasónicos para medir líquidos?

A1: Las consideraciones clave incluyen:

1. Compensación de temperatura: La velocidad del sonido de los líquidos cambia considerablemente con la temperatura, por lo que es esencial compensarla en tiempo real.
2. Líquido Estado de la superficie: La espuma o las ondulaciones afectan a los ecos; utilice sensores de alta frecuencia y haz estrecho, procesamiento de señales o tubos de amortiguación.
3. Propiedades del líquido: La alta viscosidad o los sólidos en suspensión pueden aumentar la atenuación acústica.
4. Resistencia a la corrosión: Los materiales de los sensores deben resistir la corrosión de los líquidos para ser duraderos.
5. Posición de montaje: Evite las zonas muertas y garantice vías sonoras despejadas.

P2: ¿Cuál es la diferencia fundamental entre cómo afectan el polvo y la niebla a los sensores ultrasónicos y a los IR?

A2: El impacto difiere fundamentalmente:

• Sensores ultrasónicos: Las ondas sonoras, con longitudes de onda más largas, penetran en las partículas o las esquivan con mayor eficacia, por lo que se ven menos afectadas. El principal problema es el efecto de la temperatura en la velocidad del sonido, no las partículas en sí.
• Sensores IR: La luz se dispersa, se absorbe y se refracta, lo que provoca una importante atenuación de la energía de la señal, que a menudo provoca fallos o errores.

Conclusión: Los sensores ultrasónicos suelen ser más resistentes que los sensores IR en entornos con polvo o niebla.

P3: ¿Cómo debe seleccionarse el ángulo del haz del sensor o la zona de detección adecuados?

A3:

• Ultrasónico (ángulo del haz): Los haces estrechos (por ejemplo, 10°) proporcionan una amplia cobertura para evitar obstáculos en general.
• IR (Área de detección): El punto focalizado/estrecho es para la detección de alta precisión de objetos pequeños; el área de detección amplia/reflexión difusa es para la detección general de obstáculos.

Estrategia de selección: En función de las características del objetivo, el entorno, la precisión del montaje y las necesidades de rechazo de interferencias.

P4: ¿Pueden los sensores IR detectar objetos transparentes?

A4: Los sensores de infrarrojos se enfrentan a dificultades con los objetos transparentes, ya que la mayor parte de la luz infrarroja los atraviesa y produce reflejos débiles. El rendimiento depende del material, el grosor y el ángulo. Algunas soluciones son el montaje en ángulo, la supresión de fondo o las placas retrorreflectantes. Para entornos complejos o de alta fiabilidad, suelen preferirse los sensores ultrasónicos.

P5: ¿Qué requisitos específicos de material y clase de protección se aplican a los sensores ultrasónicos y de infrarrojos en las industrias alimentaria y farmacéutica?

A5: Exigencia de normas estrictas de higiene y seguridad:

1. Materiales: Todas las piezas de contacto deben ser de calidad alimentaria o médica (por ejemplo, acero inoxidable 304L/316L, PTFE), con superficies pulidas a espejo y sin filtración de sustancias nocivas.
2. Clase de protección: Por lo menos IP67 o IP68, para resistir los frecuentes lavados a alta presión y la esterilización.
3. Ultrasonidos Específicos: El material de encapsulación del frontal del transductor debe ser apto para uso alimentario.
4. IR Específicos: Los materiales de las ventanas ópticas deben ser fáciles de limpiar, resistentes a la corrosión y mantener la transparencia óptica.

Resumen: Más allá de la función, son primordiales el cumplimiento de las normas de higiene de los materiales, la resistencia a la corrosión y la máxima clase de protección. Se recomiendan productos con las certificaciones pertinentes (por ejemplo, EHEDG).