¿Qué es el exceso de ganancia y cómo usarlo para elegir un sensor?

Comprender qué es el exceso de ganancia y cuánto requiere su aplicación es una parte importante de la elección de la tecnología de sensor adecuada. Este artículo explica qué es el exceso de ganancia, cómo se mide y las pautas generales sobre cuánto exceso de ganancia se necesita para aplicaciones de detección en varios entornos industriales.

 

¿Qué es el exceso de ganancia?

El exceso de ganancia es una medida de la energía lumínica mínima necesaria para un funcionamiento fiable del sensor.

La señal de luz que emite su sensor viene calibrada de fábrica a un cierto nivel de rendimiento. Sin embargo, los contaminantes en el entorno de detección, como suciedad, polvo, humo y humedad, pueden provocar la atenuación de la señal. El exceso de ganancia puede verse como la energía de detección adicional disponible para superar esta atenuación.

MEDICIÓN DEL EXCESO DE GANANCIA

El exceso de ganancia se puede expresar con la siguiente fórmula.

 

Exceso de ganancia = energía luminosa que cae sobre el umbral del amplificador del sensor / elemento receptor.

El umbral es el nivel de energía de detección requerido por el amplificador del sensor para hacer que la salida del sensor se “encienda” o “apague”. Por qué el exceso de ganancia es importante para los sensores ópticos Una curva de exceso de ganancia, una parte importante de cada especificación de sensor fotoeléctrico, se traza en un eje x / y. Muestra el exceso de ganancia disponible para un sensor o sistema de detección en particular, en función de la distancia. Las curvas de ganancia en exceso se trazan para condiciones de aire perfectamente limpio y ganancia máxima del receptor.

SUPUESTOS IMPORTANTES

Hay algunas suposiciones sobre el uso de ganancia en exceso para optimizar la función de detección en su aplicación.

Utilice un ajuste de ganancia en exceso lo más alto posible, sin comprometer la detección del objetivo. En la mayoría de las situaciones de detección, el exceso de ganancia se correlaciona directamente con la confiabilidad de la detección. Elija un sensor que le proporcione el exceso de ganancia óptimo para su aplicación.

Imagen: Ejemplo de curvas de exceso de ganancia para el sensor fotoeléctrico QS18 con modo retrorreflectivo.

Cómo utilizar el exceso de ganancia para elegir la tecnología de sensor adecuada

Exceso de ganancia (Excess Gain/EG)

Condiciones generales
1.5x Aire limpio: sin suciedad en lentes o reflectores
5x Ligeramente sucio: Ligera acumulación de polvo, suciedad, etc. en lentes o reflectores. Las lentes se limpian con regularidad.
10x Moderadamente sucia: Contaminación obvia en lentes o reflectores.
50x Muy sucio: Gran suciedad en las lentes. Niebla densa, neblina, polvo, humo o película de aceite. Limpieza mínima de lentes.

 

Si se conocen las condiciones generales de un área de detección, los niveles de ganancia en exceso que siguen pueden usarse como pautas para asegurar que la energía luminosa del sensor no se pierda por completo debido a la atenuación.

Estas pautas incluyen un factor de seguridad para las variables de detección sutiles, como la desalineación gradual del sensor y pequeños cambios en el entorno de detección.

AIRE LIMPIO – 1.5X EXCESO DE GANANCIA (EG)

Para un entorno operativo perfectamente limpio, se sugiere una ganancia en exceso de 1,5 veces (50% más de energía que el mínimo necesario para el funcionamiento). Algunos entornos que tienen “aire limpio” son los que se encuentran en las industrias de semiconductores o farmacéutica. En estos entornos, no se acumula suciedad en las lentes del sensor ni en los retrorreflectores.

LIGERAMENTE SUCIO – 5X EG

Una oficina o una fábrica limpia pueden caracterizarse como un entorno “ligeramente sucio”. Esto significa que las lentes de sensor o los retrorreflectores pueden experimentar una ligera acumulación de polvo, suciedad, aceite o humedad. Las lentes se limpian con regularidad. En un entorno “ligeramente sucio”, el exceso de ganancia debería ser 5 veces mayor de lo que se requiere mínimamente para el funcionamiento del sensor.

MODERADAMENTE SUCIO – 10X EG

En un entorno “moderadamente sucio”, se puede ver una contaminación evidente en las lentes o los retrorreflectores. También es probable que estos entornos tengan lavados periódicos. Los entornos “moderadamente sucios” se pueden encontrar en la industria pesada, el procesamiento de alimentos o la industria automotriz. Para tales entornos, Banner recomienda un exceso de ganancia 10 veces mayor de lo que se requiere mínimamente.

MUY SUCIO – 50X EG

Algunos entornos, como los que se encuentran en las fundiciones, las operaciones mineras, los hornos de tejas y al aire libre, se consideran “muy sucios”. Esto se debe a que las lentes y los retrorreflectores se contaminan mucho y están sujetos a una limpieza mínima. Puede haber niebla densa, neblina, polvo, humo o una película de aceite en el medio ambiente.

 

Banner recomienda 50 veces más exceso de ganancia en este tipo de entornos. Sin embargo, es importante tener en cuenta que con ganancias excesivas por encima de 50x, los sensores comenzarán a ver a través del papel u otros materiales con una densidad óptica similar.

https://www.bannerengineering.com/us/en/company/expert-insights/what-is-excess-gain-how-to-use.html

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