Sensores de fibra óptica

Sensores de fibra óptica — detección fotoeléctrica a través de cable óptico en condiciones industriales difíciles

Los sensores de fibra óptica son dispositivos fotoelectrónicos en los que la señal luminosa se conduce a través de un cable óptico flexible — de vidrio o plástico (POF) — a una cabeza sensora alejada del amplificador electrónico. Esta solución les permite operar de forma fiable en lugares inaccesibles para los sensores fotoeléctricos estándar: temperaturas extremas (-40°C a +250°C), campos electromagnéticos intensos, atmósferas explosivas (ATEX), entornos de soldadura, vibraciones severas y espacios muy reducidos. Las cabezas metálicas o de PEEK alcanzan anchuras de detección de 0,1 mm a varios cientos de milímetros. En RGB Elektronika ofrecemos sensores de fibra óptica y amplificadores de fabricantes líderes, con una amplia gama de cables y cabezas para cada aplicación.

Los sistemas de sensores de fibra óptica se componen de una unidad amplificadora separada — montada en carril DIN o en armario eléctrico — y cabezas de fibra intercambiables con cable. El amplificador genera una señal luminosa (LED rojo 660 nm, verde 530 nm o IR 870 nm), procesa la señal reflejada/transmitida y proporciona salida PNP/NPN ON/OFF, salida analógica 4–20 mA (proporcional a la intensidad) o interfaz IO-Link. Una unidad base gestiona típicamente 1–2 canales de cabeza y permite el intercambio de cabezas sin cortar la alimentación (hot swap). Los sensores de fibra óptica con salida láser (clase 2) o haz estrecho proporcionan resolución de detección de objetos inferior a 0,5 mm.

Tipos de cabezas y cables de fibra óptica

• Cabezas de barrera (through-beam) — emisor y receptor separados; alcance hasta 3000 mm; máxima fiabilidad y resistencia a la suciedad; detección de objetos delgados y transparentes.
• Cabezas retroreflectivas (retroreflective) — con reflector; alcance hasta 1500 mm; instalación más sencilla (un solo lado); sensibilidad al ángulo del reflector, usadas donde no hay acceso por dos lados.
• Cabezas difusas (diffuse/proximity) — sin reflector; alcance 1–300 mm; detección de presencia y distancia; sensibles al color y reflectividad de la superficie; opciones BGS (supresión de fondo).
• Cables de vidrio — rango de temperatura -40°C…+250°C; resistentes a aceites, productos químicos, radiación; diámetro de núcleo 0,5–2 mm; para entornos industriales extremos.
• Cables de fibra óptica plástica POF — flexibilidad y resistencia a impactos; rango de temperatura -40°C…+70°C; más económicos; para aplicaciones industriales generales y de ensamblaje.
• Cables especiales (miniaturizados, flexibles, de alta temperatura) — diámetros desde M3; cabezas para motores, moldes de inyección, máquinas empaquetadoras; puntas pulidas o en ángulo para posicionamiento preciso.

Aplicaciones de los sensores de fibra óptica

• Industria del automóvil y soldadura — detección en robots de soldadura (arco eléctrico, chispas, campos EM); reconocimiento de presencia de piezas en nidos de ensamblaje; medición de holguras y aristas de carrocería.
• Máquinas de inyección y moldes — detección de la pieza moldeada dentro del molde caliente (hasta +250°C); confirmación de expulsión; monitoreo de posiciones de insertos y núcleos.
• Líneas de empaquetado y etiquetado — detección de films transparentes y etiquetas; control de presencia y posición de botellas de vidrio; medición del espesor de film; detección de adhesivo UV.
• Industria electrónica y de semiconductores — detección de componentes SMD 0402/0201 en máquinas de montaje; control de posicionamiento de PCB; medición de presencia de hilo de bonding.
• Industria alimentaria y farmacéutica — materiales resistentes al lavado (IP67, acero inoxidable); detección de comprimidos, cápsulas, blisters; líneas estériles CIP/SIP; cabezas aprobadas para contacto con alimentos.
• Zonas ATEX y atmósferas explosivas — amplificadores instalados fuera de la zona Ex; los cables ópticos no conducen corriente; cabezas para Ex Zona 1/2, Zona 21/22; sin chispas.

Criterios de selección de un sensor de fibra óptica

• Modo de operación — barrera: máxima sensibilidad y alcance; difuso: instalación sencilla; retroreflectivo: compromiso entre alcance y sencillez de instalación.
• Condiciones ambientales de la cabeza — temperatura de trabajo (cable de vidrio hasta +250°C, POF hasta +70°C); presencia de productos químicos, aceites, soldadura (cable de vidrio); dimensiones pequeñas (cabezas M3–M6).
• Diámetro mínimo de objeto detectable — estándar: 0,5–2 mm; láseres de precisión: menos de 0,3 mm; micro-orificios e hilo de bonding requieren cabezas coaxiales con lente.
• Salida del amplificador — ON/OFF PNP/NPN para controlador PLC; 4–20 mA analógico para medición de distancia o intensidad; IO-Link para diagnóstico en línea y parametrización.
• Compatibilidad del sistema — las cabezas son generalmente compatibles solo con amplificadores del mismo fabricante; verifique si el amplificador existente soporta nuevos tipos de cabezas.

RGB Elektronika ofrece kits completos de sensores de fibra óptica: amplificadores, cabezas de vidrio y plástico, accesorios de montaje. Seleccionaremos la solución óptima para cada aplicación — contacte nuestro departamento técnico.