Sensori per l’automazione industriale: fotoelettrici o induttivi?

Che cosa sono i sensori per l’automazione industriale?

I sensori per l’automazione industriale sono dispositivi che rilevano una certa grandezza (per esempio di ordine fisico, chimico, elettrico, ottico, acustico…) per elaborarla e inviarla a un sistema di misura o di controllo automatico. 

Esistono diversi tipi di sensori, classificabili in varie categorie, come la grandezza rilevata (pressione, temperatura, spostamento…), il principio di funzionamento (elettrico, meccanico,…), e così via. Alla fine del secolo scorso il mondo dei sensori ha conosciuto una rapida evoluzione: sono diventati sempre più ricettivi, cioè “sensibili” alle misurazioni che sono chiamati a fare. Inoltre, sono diventati sempre più piccoli e compatti, quindi facilmente integrabili a circuiti e impianti industriali anche particolarmente complessi.

Tipologie di sensore

Sensori fotoelettrici: fanno parte della macrocategoria dei sensori elettrici. Si tratta delle cosiddette “fotocellule”, dispositivi che rilevano/misurano la presenza (o meno) oppure la distanza di un oggetto sfruttando una fonte ottica, in genere a raggi infrarossi, collegata a un ricevitore fotoelettrico. 

Sensori laser: misurano movimenti, distanze, posizioni senza entrare in contatto con l’oggetto del rilevamento. Un sensore di distanza laser, grazie alla sua versatilità, può essere agevolmente impiegato non soltanto nell’automazione industriale ma anche nella robotica e nei processi di ricerca e sviluppo di nuovi prodotti.

Sensori induttivi: detti anche “proximity” ovvero sensori a induzione elettromagnetica sono utilizzati per misurare la velocità oppure la posizione di un oggetto, specie in aree impervie o pericolose da raggiungere per l’uomo. 

• Sensori induttivi funzionamento: il principio che regola il funzionamento dei sensori induttivi è lo stesso del trasformatore e del fenomeno fisico delle correnti elettriche alternate, scoperto da Michael Faraday nel 1831: un conduttore di elettricità può indurre il trasferimento della corrente verso un altro conduttore. Esempi di sensori induttivi sono gli interruttori o sensori di prossimità induttivi.

• Sensori di prossimità induttivi funzionamento: bobine di piccole dimensioni la cui attività induttiva cambia in base alla distanza da un oggetto ferromagnetico. Un sensore di prossimità induttiva rileva solo oggetti di metallo e rimane indifferente ad altri materiali solidi (vetro, legno, plastica,…) e liquidi (oli, acqua,…).

Sensori ottici: sono quei sensori che misurano la quantità di luce che proviene da una certa fonte, trasformando un segnale luminoso in elettronico, leggibile da un dispositivo di misurazione integrato. In genere un sensore di prossimità ottico si compone di una sorgente di luce e di un ricevitore. La rilevazione avviene quando un oggetto ostruisce o riflette la luce emessa dalla sorgente verso il ricevitore. Nella maggioranza dei casi si tratta di luce a infrarossi, difficilmente confondibile con altre fonti luminose dell’ambiente circostante. I sensori di prossimità ottici si usano per rilevare, contare o individuare la posizione di oggetti.

Criteri di scelta per un sensore industriale

Data la vasta gamma di sensori per l’automazione industriale ma non solo, come fare a scegliere quello giusto, corrispondente alle proprie esigenze? Bisogna tenere in considerazione le peculiarità dell’oggetto da misurare/rilevare (materiale di cui è fatto, stato, forma,…) ma anche la distanza tra il sensore e l’oggetto. Ad esempio, i sensori di prossimità a induzione hanno un raggio di azione massimo di 0,8 cm, si conservano molto bene, resistono agli urti, alle vibrazioni e alla polvere. Indicati per misurazioni a breve distanza e per il monitoraggio di linee produttive industriali di oggetti metallici e ferromagnetici. Tuttavia, possono risultare un po’ ingombranti ad eccezione delle versioni miniaturizzate di ultima generazione.

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