Sensormatic, da 40 anni specialista nell’applicazione di sensori in campo industriale e nell’automazione, consiglia l’utilizzo dei sensori a fibra ottica.
Ma che cosa sono le fibre ottiche?
Le fibre ottiche sono filamenti di vetro o plastica, sottili come un capello, e servono per condurre la luce da un punto a un altro. La funzione dei sistemi a fibra ottica è molto simile a quella delle semplici fotocellule, ma a differenza di queste offrono un’enorme versatilità.
Le applicazioni sono svariate, e vanno dalle telecomunicazioni al campo medico, fino ad arrivare all’illuminotecnica.
A cosa servono?
Le fibre ottiche sono quindi utilizzate per trasmettere energia luminosa a distanza. In genere, all’interno del tubo che le contiene ne viene utilizzato un certo numero.
Vengono usate per trasmettere e ricevere la luce del LED di un sensore chiamato “amplificatore per fibre ottiche”, generalmente di luce rossa ma disponibile per applicazioni speciali anche in luce bianca, blu, verde e all’infrarosso.
Le fibre ottiche in plastica, oltre a essere versatili ed economiche, risultano anche più flessibili, e questo è un aspetto importante laddove vengano ripetutamente manovrate. Possono inoltre essere tagliate della misura necessaria con un apposito strumento.
Le fibre ottiche in vetro, invece, sono molto robuste, e garantiscono elevate prestazioni anche in ambienti con temperature estreme (fino a 350°C), resistono ad ambienti corrosivi, e possono essere applicate anche in ambienti sottovuoto.
Come accennavamo, le applicazioni tipiche della fibra ottica sono moltissime:
- Alimentatori e vibratori;
- Nastri trasportatori;
- Conteggio di pillole;
- Rilevamento di piccoli oggetti;
- Rilevamento del bordo di materiale che scorre;
- Presenza del prodotto in prossimità di forni;
- In apparecchiature per la produzione di semiconduttori;
- Sui bracci robotici;
- Su macchine mobili;
- Come guidabordo;
- In punti pericolosi;
- In stazioni di ispezione finali;
- Nell’industria pesante;
- Per il controllo qualità;
Gli elementi dei sistemi a fibra ottica
Esistono vari sistemi a fibra ottica, e ognuno di questi necessita dell’utilizzo di due elementi fondamentali e di eventuali componenti accessori.
I due elementi fondamentali sono:
- L’amplificatore per fibre ottiche (detto anche sensore), che ha lo scopo di emettere, ricevere e convertire l’energia luminosa in un segnale elettrico. È in grado di proiettare la luce e di riceverla, valutando com’è cambiato il segnale da quando è stato emesso dal sistema a quando vi è entrato;
- Le fibre ottiche, che trasportano la luce emessa dall’amplificatore fino al punto di rilevamento, e dal punto di rilevamento verso l’amplificatore. Le fibre ottiche vengono dette:
– Fibra ottica a riflessione diretta: quando sono affiancate l’una all’altra e terminano in una testina metallica, o plastica, dotata di due occhi (quello di emissione e quello di ricezione).
La luce viene emessa da uno di essi e, una volta che colpisce il target, una parte della stessa rientra nell’altro che la porta all’amplificatore;
– Fibra ottica a sbarramento: quando le fibre non corrono parallelamente verso il target, ma una arriva da un lato e una a quello opposto, in modo che le due testine delle fibre si guardino tra loro.
In tale situazione, possono verificarsi due cose: se tutto (o quasi) il segnale luminoso emesso entra nel ricevitore posto dall’altra parte, vuol dire che non è presente alcun oggetto in mezzo; se la luca viene invece interrotta, significa che è presente un target, che viene quindi rilevato dall’amplificatore;
Oltre a questi, ci sono anche degli elementi accessori:
- Lenti focalizzatrici del raggio, usate per restringere la grandezza dello spot luminoso emesso o per moltiplicarne la focale;
- Lenti per deflettere di 90° il raggio stesso;
- Catarifrangenti di vario tipo del tutto simili a quelli usati per le fotocellule;
- Staffe di fissaggio;
- Guaine di protezione corazzate adatte per l’utilizzo delle fibre in ambienti ostili;
I vantaggi della fibra ottica
Le fibre ottiche sono particolarmente adatte qualora si verificassero i seguenti casi problematici:
- Limitazioni di spazio. Esistono fibre con testine di rilevamento piccole come uno spillo, o di dimensioni tali da essere comode per l’installazione (come quelle filettate M3, M4 o M6);
- Condizioni ambientali ostili. In contesti ostili, possono essere utilizzate fibre ottiche costruite in vetro, corazzate per l’industria pesante o fibre ricoperte con materiali anti aggressione come il teflon, adatto anche per materiali acidi o per l’industria alimentare;
Assenza di energia elettrica nel punto di rilevamento. Per sopperire alla mancanza di energia elettrica, esistono fibre lunghe anche 5 o 10 metri, o fibre di lunghezza molto maggiore, opportunamente tagliabili con apposite ghigliottine;
Consulta la scheda tecnica e il sito di Sensormatic per ulteriori informazioni.
