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DETECTOR DE PEQUEÑAS PIEZAS METÁLICAS



Hace unos años, un amigo que tenía una fábrica de fornitura para bisutería, se quejaba reiteradamente de que los contadores de piezas fallaban mucho. Ellos disponían de varias estampadoras automáticas que sacaban las pequeñas piezas cortadas a razón de 5 o 6 por segundo. Las piezas pasaban a través de un sensor-contador, para caer después en un contenedor que podía llegar a contener hasta medio millón de piezas iguales. De aquí la importancia que tenían los contadores, ya que su señal debía parar la máquina estampadora cuando se hubiera alcanzado el número exacto de piezas pedido por el cliente.

Para activar los contadores, mi amigo había comprado unos sensores alemanes carísimos, que no obstante se estropeaban con pasmosa facilidad, y cometían además errores de detección para las piezas de tamaño inferior a 5 mm.

Por este motivo, se me ocurrió diseñar un sensor sencillo pero sensible que pudiera acoplar a sus contadores.

La idea era fabricar un oscilador de radiofrecuencia y hacer pasar la pieza metálica por el centro de la bobina osciladora, de manera que por corrientes de Focault se produjera un cambio de frecuencia y de amplitud de la oscilación. Y puesto que detectar los cambios de amplitud era más fácil que intentarlo con la frecuencia, ideé un circuito que rectificaba la oscilación de la bobina y amplificaba las pequeñas variaciones, hasta generar una onda cuadrada de salida cuando dicha variación superaba un cierto umbral.

Circuito del detector de pequeñas piezas metálicas



El oscilador asociado al transistor TR 1 es del tipo Hartley, realimentado inductivamente. Con una bobina de 100 espiras de hilo esmaltado de 0,3 mm. devanada sobre una forma de 2,5 cm. de diámetro. En concreto sobre un el soporte de plástico de un carrete de estaño. Esta bobina, con un condensador de 2 nanofaradios, oscila sobre los 200 Khz.

La toma de la bobina se efectúa en la espira 70, que corresponde a una relación de impedancias lejos del punto de máxima efectividad del circuito, y casi en el de paro del oscilador, de manera que éste sea algo inestable, con lo que responderá con una mayor variación de amplitud ante las pérdidas de RF que provocará el paso de la pieza metálica a detectar.

Podemos ver después un rectificador doblador de tensión con diodos de germanio OA85, que convierte esta oscilación en un valor de tensión continua y, a continuación dos pasos amplificadores con los transistores TR 2 y TR 3, que actúan además como filtros pasa-bajos, para eliminar las pequeñas oscilaciones o los resto de radiofrecuencia que pudieran quedar.

La salida se acopla directamente a un circuito schmitt formado por TR 4 y TR 5, que convierten la oscilación causada por el paso de la pieza metálica, y presente en el colector de TR 3, en un impulso de onda cuadrada con el que se puede atacar un contador exterior.

Los componentes son de lo más común. Resistencias de 1/8 de W. y electrolíticos de 25 volts. Los transistores son todos del tipo SC 107, de uso general, excepto el TR 1 que es de radiofrecuencia tipo SF 115. Aunque podrían perfectamente ser sustituidos por multitud de tipos BC o 2N de señal.

El montaje práctico lo realicé en un circuito impreso convencional que monté pegado en el exterior de la bobina. Después, para protegerlo de golpes o de las agresiones que pudiera experimentar en el ambiente industrial, sumergí todo el conjunto en resina de poliester teñida de negro, de la que sólo sobresalen la resistencia variable de ajuste de sensibilidad y los cables positivo, negativo y salida de señal.


Detectores de pequeñas piezas metálicas. Modelo de 18 mm de paso y modelo mayor de 25 mm.

 



El circuito detecta piezas de hierro y latón de sólo 2 X 2 milímetros, y que pasen por su interior con una separación mínima de 2 cm, lo que le otorga una capacidad de conteo muy superior a lo que las propias máquinas estampadoras pueden troquelar.

El caso es que cinco sensores como éste llevan ya más de 10 años funcionando sin ningún problema, habiendo costado en su conjunto, sólo la décima parte del precio de uno de los sensores alemanes usados anteriormente.



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