Sensores de aproximação – encontre fabricantes e fornecedores

Os sensores de proximidade detetam objetos, peças de trabalho ou componentes de máquinas sem contacto físico, dentro de um alcance de deteção limitado.

São utilizados para monitorizar a presença, a posição, as posições finais ou sequências de movimento. O sinal do sensor pode, em seguida, ser processado por um controlador para acionar funções da máquina, interromper processos ou iniciar etapas adicionais de automação.
Dependendo do princípio de medição, os sensores de proximidade detetam objetos metálicos, não metálicos, transparentes, líquidos ou sólidos. Os tipos mais comuns incluem sensores de proximidade indutivos, capacitivos, óticos, magnéticos e ultrassónicos.
As aplicações típicas podem ser encontradas na engenharia mecânica e de instalações, na tecnologia de automação e montagem, em sistemas de transporte, em máquinas de embalagem, em máquinas-ferramentas, na tecnologia de armazenagem e em equipamentos de manuseamento.
A seguir, é apresentada uma visão geral dos tipos típicos, aplicações, vantagens, limitações e critérios de seleção importantes para os sensores de proximidade.

Tipos de sensores de proximidade

Sensores de proximidade indutivos

Os sensores de proximidade indutivos detetam objetos metálicos através de alterações num campo eletromagnético.
Quando um objeto metálico se aproxima da superfície ativa do sensor, são geradas correntes de Foucault no objeto. Estas afetam o campo eletromagnético e provocam um sinal de saída quando a distância de deteção definida é atingida.
Os sensores indutivos funcionam sem contacto, são praticamente isentos de desgaste e apresentam tempos de resposta curtos. São particularmente adequados para a deteção de aço, aço inoxidável, alumínio, latão e outros metais.
No entanto, a distância de deteção alcançável depende do material, do tamanho do objeto-alvo e do design do sensor.

Sensores de proximidade capacitivos

Os sensores de proximidade capacitivos detetam alterações num campo elétrico.
Para além dos metais, podem detetar plásticos, vidro, madeira, papel, pós e líquidos. Isto torna-os adequados para a monitorização do nível de enchimento, a deteção de materiais e a monitorização de peças não metálicas.
Os sensores capacitivos podem, por vezes, também detetar materiais através de paredes de recipientes não condutoras.
A humidade, os depósitos de poeira e as alterações nas propriedades dos materiais podem influenciar o comportamento de comutação. Por isso, é frequentemente necessário um ajuste preciso da sensibilidade.

Sensores de proximidade óticos

Os sensores de proximidade óticos utilizam luz visível ou infravermelha para a deteção de objetos.
Os sensores de reflexão difusa avaliam a luz refletida pelo objeto. Os sensores retrorrefletores funcionam com um refletor oposto, enquanto os sensores de feixe de passagem utilizam transmissores e recetores separados.
Os sensores óticos oferecem alcances maiores do que muitos modelos indutivos ou capacitivos e também conseguem detetar objetos pequenos.
No entanto, a cor, o brilho, a transparência, a luz ambiente e a contaminação podem prejudicar a deteção.

Sensores de proximidade ultrassónicos

Os sensores de proximidade ultrassónicos emitem impulsos sonoros e avaliam a reflexão do objeto-alvo.
Como a medição é, em grande medida, independente da cor e da transparência ótica, também é possível detetar objetos escuros, brilhantes ou parcialmente transparentes.
Os sensores ultrassónicos são adequados para monitorização de presença, deteção de distância e aplicações de nível de enchimento.
Objetos muito pequenos, macios, angulares ou com elevada absorção sonora podem ser mais difíceis de detetar.

Sensores de proximidade magnéticos

Os sensores de proximidade magnéticos respondem a um campo magnético.
São frequentemente utilizados para detetar a posição de pistões em cilindros pneumáticos ou hidráulicos, abas, portas ou outros componentes móveis.
Dependendo do modelo, funcionam com contactos de lâmina, sensores de Hall ou métodos de medição magnetorresistivos.
O objeto-alvo deve ser, ele próprio, magnético ou estar equipado com um íman.

Sensores de proximidade de acionamento mecânico

Os interruptores de proximidade de acionamento mecânico detetam um objeto através do contacto direto.
Podem ter um êmbolo, uma alavanca de rolo ou uma haste com mola que é acionada quando a peça entra em contacto.
A rigor, estes dispositivos não são sensores sem contacto, mas, na prática, são frequentemente utilizados para tarefas semelhantes, como a monitorização da posição final ou da presença.
São robustos e fáceis de avaliar, mas estão sujeitos a desgaste mecânico.

Aplicações dos sensores de proximidade

Engenharia mecânica e de instalações

Na engenharia mecânica, os sensores de proximidade detetam peças, corrediças, ferramentas, engrenagens e outros componentes móveis.
Monitorizam posições finais, confirmam a conclusão de movimentos e fornecem sinais para a etapa seguinte do processo.
Os sensores indutivos são particularmente comuns em situações em que é necessário detetar de forma fiável componentes metálicos de máquinas.

Tecnologia de automação e montagem

Nos sistemas de montagem, os sensores de proximidade verificam se os componentes estão presentes, corretamente inseridos ou totalmente posicionados.
Monitorizam pinças, sistemas de alimentação, dispositivos de fixação e suportes de peças.
Tempos de resposta curtos e elevada repetibilidade são particularmente importantes em máquinas com cadências de ciclo elevadas.

Tecnologia de transporte e logística

Em correias transportadoras e transportadores de rolos, os sensores de proximidade detetam contentores, embalagens, paletes e outras mercadorias transportadas.
Apoiam o controlo do fluxo de materiais, contam peças e detetam congestionamentos ou posições de transferência livres.
Dependendo do material e da distância, são utilizados sensores óticos, capacitivos ou ultrassónicos.

Tecnologia de embalagem

Nas máquinas de embalagem, os sensores de proximidade monitorizam produtos, películas, caixas de cartão, fechos e elementos de embalagem.
Podem detetar peças em falta, acionar operações de corte ou selagem e verificar a posição das mercadorias embaladas.
Para películas transparentes ou superfícies altamente refletoras, são necessários métodos óticos ou ultrassónicos especialmente adequados.

Máquinas-ferramentas

Nas máquinas-ferramentas, os sensores de proximidade monitorizam os estados de fixação, as posições das ferramentas, as coberturas de proteção e os eixos móveis.
Muitas vezes, têm de resistir a fluidos de arrefecimento, limalhas metálicas e vibrações.
Por isso, carcaças robustas e um elevado grau de proteção são particularmente importantes.

Monitorização do nível de enchimento

Os sensores de proximidade capacitivos, óticos e ultrassónicos podem monitorizar o nível de enchimento ou a presença de líquidos, granulados e pós.
Dependendo da aplicação, a medição é realizada diretamente no meio ou através da parede de um recipiente.
A adequação depende das propriedades do material, da geometria do recipiente, dos depósitos e das condições ambientais.

Portas, abas e dispositivos de proteção

Os sensores de proximidade magnéticos ou indutivos monitorizam a posição de portas, abas e tampas de proteção.
Podem indicar se um dispositivo de proteção está aberto ou fechado.
As aplicações relacionadas com a segurança requerem sensores de segurança adequados e devidamente homologados.

Vantagens dos sensores de proximidade

• Deteção de objetos sem contacto e com baixo desgaste
• Resposta rápida em processos automatizados
• Elevada repetibilidade
• Integração compacta em máquinas e instalações
• Detecção de diferentes materiais, dependendo do princípio de medição
• Monitorização da presença, posição e posições finais
• Adequação a frequências de comutação elevadas
• Ligação simples a controladores
• Versões para ambientes industriais adversos
• Baixas necessidades de manutenção quando selecionados corretamente

Limitações dos sensores de proximidade

• Os sensores de proximidade indutivos detetam apenas objetos metálicos. A distância de deteção pode variar significativamente, dependendo do tipo de metal.
• Os sensores capacitivos são sensíveis à humidade, a depósitos e a alterações nas propriedades dos materiais. Isto pode levar à necessidade de reajustes ou a falsos acionamentos.
• Os sensores óticos podem ser afetados por sujidade, poeira, luz ambiente, materiais transparentes ou superfícies altamente refletoras.
• Os sensores ultrassónicos requerem uma superfície refletora suficientemente grande e bem alinhada. Objetos macios, pequenos ou inclinados podem ser detetados apenas de forma limitada.
• Os sensores de proximidade magnéticos requerem um campo magnético adequado e podem ser afetados por influências magnéticas externas.
• A distância de deteção real depende não só do sensor, mas também do tamanho do objeto, do material, da posição de instalação e das condições ambientais.
• Vários sensores instalados próximos uns dos outros podem interferir entre si, dependendo do princípio de medição.
• Os sensores de proximidade padrão não são automaticamente adequados para funções relacionadas com a segurança. Para tais aplicações, devem ser utilizados sensores de segurança especialmente testados.

Critérios de seleção importantes para sensores de proximidade

Material do objeto-alvo

O princípio de medição deve ser adequado ao objeto a ser detetado.
As peças metálicas podem ser detetadas de forma particularmente fiável com sensores indutivos. Os sensores capacitivos, óticos ou ultrassónicos são mais adequados para plásticos, vidro, líquidos ou pós.
A cor, o brilho, a transparência e a estrutura da superfície também devem ser tidos em conta.

Distância de deteção

A distância de deteção necessária depende da situação de instalação e das possíveis tolerâncias na posição do objeto.
A distância de deteção nominal especificada na ficha técnica é normalmente determinada em condições de teste definidas. Na aplicação real, o material, a temperatura e o ambiente de instalação podem reduzir a distância útil.
Uma reserva de funcionamento adequada aumenta a fiabilidade.

Design e tipo de instalação

Os sensores de proximidade estão disponíveis em designs cilíndricos, retangulares, em forma de anel e particularmente compactos.
Tamanhos de rosca como M8, M12, M18 e M30 são amplamente utilizados para sensores cilíndricos.
Os sensores para montagem embutida podem ser amplamente incorporados em superfícies metálicas. As versões não embutidas requerem mais espaço livre em torno da superfície ativa, mas proporcionam frequentemente uma distância de deteção maior.

Frequência de comutação e tempo de resposta

Peças em movimento rápido e taxas de ciclo elevadas da máquina exigem uma frequência de comutação suficientemente elevada.
O sensor deve detetar o objeto dentro do tempo disponível e transmitir o sinal ao controlador sem demora.
Os sensores indutivos e óticos são frequentemente particularmente adequados para operações de comutação rápidas.

Função de saída

Os sensores de proximidade estão disponíveis com saídas PNP, NPN, de relé e digitais.
É também necessário definir se a saída deve funcionar como normalmente aberta, normalmente fechada ou comutável.
O sinal de saída, a tensão de funcionamento e o tipo de ligação devem ser compatíveis com o controlador existente.

Ligação e interfaces

Dependendo do modelo, a ligação elétrica é efetuada através de um cabo fixo, conector ou terminal.
Uma saída binária é suficiente para tarefas de comutação simples. Os sensores configuráveis podem transmitir dados adicionais de diagnóstico e de processo através de interfaces digitais.
A comunicação padronizada simplifica a colocação em serviço, a monitorização do estado e a substituição do dispositivo.

Condições ambientais

A temperatura, a humidade, o pó, os óleos, os líquidos de arrefecimento, os produtos químicos e a vibração influenciam a escolha.
O sensor deve possuir um grau de proteção adequado e resistência mecânica e química suficiente.
Podem ser necessários materiais especiais e homologações para o processamento alimentar, aplicações ao ar livre, atmosferas potencialmente explosivas ou processos higiénicos.

Interferências e distâncias de montagem

Estruturas metálicas, sensores vizinhos, cabos elétricos e campos eletromagnéticos podem influenciar o comportamento de comutação.
Por conseguinte, devem ser respeitadas as instruções de instalação e as distâncias mínimas especificadas pelo fabricante.
Uma montagem segura evita que vibrações ou alterações de posição provoquem pontos de comutação não fiáveis.

Indicadores e diagnóstico

Muitos sensores de proximidade possuem LEDs que indicam o estado de funcionamento, o estado de comutação ou eventuais falhas.
Funções de diagnóstico avançadas podem detetar curto-circuitos, contaminação, sinais fracos ou reservas de funcionamento insuficientes.
Esta informação facilita a colocação em serviço e a manutenção preventiva.

Resumo

Os sensores de proximidade detetam objetos e componentes de máquinas dentro de um alcance de deteção definido e fornecem sinais para controlo, monitorização e automação.
Dependendo do material alvo e da aplicação, são utilizados sensores de proximidade indutivos, capacitivos, óticos, magnéticos ou ultrassónicos.
Os principais critérios de seleção incluem o material alvo, a distância de deteção, o design, a frequência de comutação, o sinal de saída e as condições ambientais.
É necessário ter em conta as limitações do respetivo princípio de medição para garantir uma deteção fiável de objetos e evitar ativações falsas.

Os sensores de proximidade estão disponíveis junto de vários fabricantes e fornecedores. É possível encontrar informações abrangentes sobre fabricantes e fornecedores de sensores de proximidade de todo o mundo no Exportpages.