Cuando se trata de detectar el paso de una pieza metálica sin entrar en contacto con ella, se piensa inmediatamente en el sensor de proximidad. Entre los modelos inductivos, capacitivos y optoeléctricos (células fotoeléctricas), se tiene la práctica seguridad de encontrar el modelo que conviene a la aplicación.
Pero existen otras alternativas. Los sensores de impulsos electromagnéticos y los sensores ferrostat, menos conocidos que los modelos citados, presentan el atractivo de ser totalmente pasivos, y algunos modelos son capaces de trabajar en entornos particularmente difíciles. Este artículo repasa las principales opciones de medida de velocidad.
A diferencia de los sensores de proximidad inductivos, los sensores ferromagnéticos no incorporan circuitería electrónica.Para contar un número de vueltas, para medir una velocidad de rotación o una posición angular, un método muy simple consiste en montar una rueda polar en el eje de la máquina. Esta rueda incluye en su periferia un cierto número de dientes (agujeros o ranuras); la medición consiste entonces en contar el número de dientes que pasan frente a un punto fijo. Esta tarea de conteo es confinada a los “detectores de impulsos”
La detección se hace sin contacto, a una distancia del orden del milímetro. Existen varios principios de detección, basados en las leyes del magnetismo. Siendo así, estos sensores son distintos de los sensores de proximidad inductivos, que incluyen un circuito oscilador mediante transistor más o menos amortiguado por la presencia de una pieza metálica situada en sus inmediaciones.
Sin alimentación...
Los detectores de pulsos de tipo electromagnético presentan la ventaja de no necesitar ninguna aportación de energía. La parte del detector es muy somera: por ejemplo, no hay componentes activos, lo que permite trabajar en un gran margen de temperatura ambiente (-20 a +150º C como estándar, mucho más allá según la demanda) A partir de este hecho, las versiones de seguridad intrínseca (para funcionamiento en zonas que presentan riesgo de explosión) son relativamente fáciles de aplicar.
El principio de los sensores es el siguiente:un núcleo de hierro, una bobina de inducción y un imán permanente, son los únicos elementos necesarios para la parte de detección, siendo el amplificador desplazado a una distancia que puede alcanzar la decena de metros. El paso de los dientes de la rueda influye en el campo magnético y provoca en la bobina una tensión proporcional a la velocidad de variación del flujo magnético del núcleo.
Como en cualquier medición de magnitud dependiente del tiempo, es necesario que la señal dada por el sensor sea siempre superior al umbral de detección de la electrónica. Puesto que la tensión dada por los sensores crece linealmente con la velocidad de giro, el problema no existe a altas frecuencias. Por el contrario, en la banda de bajas frecuencias hace falta controlar, para cada caso de aplicación, la magnitud de la señal dada para el número de vueltas mínimo que se deba medir.En la práctica, esta velocidad mínima es de 10 vueltas por minuto
Para velocidades lentas...
Para poder medir velocidades mucho más bajas, una solución simple consiste en utilizar un sensor ferrostat. En este caso también, no hay más que componentes pasivos y su utilización en entornos difíciles no crean dificultades.
Los detectores de pulsos de este tipo constan de una resistencia variable con el campo magnético (dicho de otro modo, una magnetorresistencia) asociada a un imán permanente. El amplificador puede ser desplazado a unos quince metros.
El paso de los dientes de la rueda polar hace variar la intensidad del campo magnético que atraviesa la magnetorresistencia. Un circuito exterior que comprende una fuente de tensión continua y una resistencia convierte las variaciones de la magnetorresistencia en variaciones de tensión que son tratadas en los circuitos electrónicos (situados a continuación).
Por razones prácticas (elevado coeficiente de temperatura negativo de la magnetorresistencia), la señal es enviada a un circuito RC que limita la frecuencia inferior alrededor de 1Hz.
Un circuito exterior que consta de una fuente de tensión continua y de una resistencia convierte las variaciones de la magnetorresistencia en variaciones de tensión que son tratadas en los circuitos electrónicos.Este tipo de sensores puede trabajar a velocidades de rotación tan lentas como 1 vuelta por minuto
... y muy lentas
Velocidades aún más lentas, digamos de hasta 0,1 vueltas / minuto, pueden ser obtenidas con sensores ferrostat con amplificador incorporado. Un circuito RC limita la frecuencia más baja alrededor de 1/20 Hz. La frecuencia de tratamiento (máquinas, autómatas,...) de la información entregado por el sensor puede ser en este caso trasladada a mas de 100 metros.
Una ganancia suplementaria a bajas velocidades puede obtenerse con el sensor ferrostat diferencial.Los detectores de pulsos de este tipo están formados por dos magnetorresistencias montadas en un soporte fijado sobre un imán permanente. El paso de los dientes de la rueda polar provoca una variación del campo magnético que atraviesa las dos magnetorresistencias con ángulos opuestos.Las dos magnetorresistencias forman la mitad de un puente unido a un amplificador diferencial con característica de umbral.El sensor tiene una característica estática y es en consecuencia utilizable para medir posiciones o número de vueltas hasta el límite cero.
¿Y como se nos indica la velocidad?
Dentro de la misma cadena de control de velocidad, existen los indicadores tacométricos o convertidores de frecuencia. Dentro de los indicadores tacométricos encontramos que todos ellos tienen funciones de Lógica Programable con posibilidad de conexión o desconexión en los valores determinados por el usuario. También, todos ellos, poseen la función básica de conversión de la señal del sensor a una señal proporcional de intensidad (4-20 mA) o a señal de tensión, entre los valores definidos por el usuario. Como se comprueba al instalarse, en este punto de la cadena de control de velocidad, el elemento, es totalmente ajustable y adaptable a las funciones deseadas.
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INDUSTRIAS SUMINISTRADAS
Automoción
• Sensores de velocidad para turbocompresores
• Medida de la velocidad de la leva y del cigüeñal
• Sistemas de diagnóstico del motor
Motores diesel & gas
• Medida de la velocidad
• Velocidad turbocompresores
• Sistemas de protección de la sobrevelocidad
• Sistemas de diagnóstico del motor
Hidráulicas
• Medida de la velocidad
• Sistemas de protección de la sobrevelocidad
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Ferroviario
• Sistemas de protección y control de los frenos
• Medida de la velocidad para el control de la tracción
• Control del cierre de las puertas
• Información de la caja-negra
Turbinas & compresores
• Medida de la velocidad
• 1,2 ó sistemas multicanal
• 3 canales completos de protección de la sobrevelocidad con certificado IEC 61508 SIL3
Aplicaciones industriales
• Medida de la velocidad
• Sistemas de protección de la sobrevelocidad
• Indicación de la velocidad
Productos- captadores de velocidad
• Diversas tecnologías
• Modelos estándars, específicos o desarrollados para fabricantes
• Para aplicaciones extremas, por ej. 300.000 rpm/mn, temperaturas hasta 320 °C / 600 °F, vibraciones elevadas, choques hasta 200 g, etc…
• Los captadores de velocidad estándar GreenLine (serie económica) para aplicaciones determinadas
• Modelos intrínsecos para atmósferas explosivas
• Bandas y ruedas polares adaptadas a sus necesidades
