Opto-Sensoren, Ultraschallgabeln und -taster

Für alle Fälle

Sensorlösungen sollten bestmöglich auf die jeweilige Applikation und damit auf die zu erfassenden Objekte sowie Materialien abgestimmt sein. Das gilt auch für die Detektion transparenter Objekte, was allerdings in der Praxis oftmals eine echte Herausforderung sein kann, die sich aber dennoch mit den richtigen Technologien meistern lässt.
 Ultraschalltaster bieten sich als eine Lösung für die Detektion transparenter Materialien an, wie hier bei der Abrisskontrolle einer Folie.
Ultraschalltaster bieten sich als eine Lösung für die Detektion transparenter Materialien an, wie hier bei der Abrisskontrolle einer Folie.Bild: IPF Electronic GmbH

Zur Erkennung transparenter Objekte fällt in der Regel die Entscheidung für Lösungen wie optische Sensoren, genauer mit Rot- oder Infrarotlicht arbeitende Reflex-Lichtschranken, und auch Ultraschallsensoren. Jüngste Entwicklungen im Bereich Optosensoren sind zudem speziell für die Detektion von Objekten aus transparenten Materialien ausgelegt. Der Einsatz konventioneller Optosensoren wird jedoch durch den Transmissionsgrad von transparenten Objekten für sichtbare Strahlung erschwert. Rot- bzw. Infrarotlicht kann je nach Durchlässigkeit des Materials für Licht im sichtbaren Bereich einen transparenten Gegenstand annähernd zu 100 Prozent durchdringen. Da hierdurch nahezu keine optische Bedämpfung einer herkömmlichen Reflex-Lichtschranke erfolgt, muss zur Detektion eine extrem niedrige Schaltschwelle gewählt werden, die sich nahe in dem Bereich ohne Objekt innerhalb der Lichtschranke bewegt. Weil das in der Praxis mitunter zu Fehlfunktionen führt, werden zumeist hochempfindliche Reflex-Lichtschranken eingesetzt, die auf kleinste Bedämpfungen des optischen Systems reagieren. Je nach ermittelter Schaltschwelle sind solche Sensoren allerdings auch empfindlich gegenüber Verschmutzungen von Optik und Reflektor, wodurch die Geräte mitunter schalten, obwohl sich kein Objekt im Detektionsbereich befindet.

 Der UT189520 lässt sich via IO-Link einfach vom Taster zur Reflexschranke umschalten, was bei der Detektion von transparenten Objekten mit schrägen oder runden Oberflächen von Vorteil sein kann.
Der UT189520 lässt sich via IO-Link einfach vom Taster zur Reflexschranke umschalten, was bei der Detektion von transparenten Objekten mit schrägen oder runden Oberflächen von Vorteil sein kann.Bild: IPF Electronic GmbH

Lösung speziell für Transparenz

Optische Sensoren mit IO-Link-Schnittstelle wie der ON450522 von IPF können die Herausforderungen bewältigen, die mit herkömmlichen Reflex-Lichtschranken bei der Erfassung transparenter Objekte auftreten. Das Gerät funktioniert wie eine Reflex-Lichtschranke, benötigt aber keinen Reflektor, da das getaktete, punktförmige Rotlicht des Sendeelementes auf eine beliebige Referenzfläche eingestellt werden kann, die in der Lage sein muss, das Rotlicht in ausreichendem Maße zu reflektieren. Die Empfindlichkeit lässt sich je nach Transparenz und Beschaffenheit des zu detektierenden Werkstoffes einfach per Teach-in einstellen, wobei insgesamt drei Empfindlichkeitslevel zur Auswahl stehen. Zu den besonderen Leistungsmerkmalen gehören eine hohe Schaltfrequenz von 2kHz in Kombination mit einer kurzen Ansprechzeit von 0,25ms sowie eine hohe Reichweite bis 1.000mm (Abstand zwischen Sensor und Referenzfläche).

Bild: IPF Electronic GmbH

All-in-one-Geräte

Neben solchen speziellen optischen Lösungen bieten sich auch Ultraschallgabeln wie UG800170 (Gabelweite 74mm) oder UGKB0170 (Gabelweite 114mm) an, da sie sämtliche Objekte detektieren, die ein Schallsignal unterbrechen, unabhängig von Form und Transparenz. Die Einwegsysteme mit M8-Anschluss sind einfach und schnell montiert, weil Sender und Empfänger nicht eigens aufeinander ausgerichtet werden müssen. Ultraschallgabeln eignen sich sehr gut zur Detektion transparenter Bandmaterialien (z.B. dünne Folien) und aufgrund der für Ultraschallsensoren als Einwegsysteme typischen Schaltfrequenz von 150Hz sowie Ansprechzeit von 1ms zudem für relativ schnelllaufende Prozesse, z.B. in der Getränkeindustrie.

Der optische Sensor ON450522 wurde eigens für die Detektion von transparenten Objekten entwickelt.
Der optische Sensor ON450522 wurde eigens für die Detektion von transparenten Objekten entwickelt. Bild: IPF Electronic GmbH

Mehr Flexibilität durch zweiteilige Systemlösung

Ist der Einsatz von Ultraschallgabeln in einer Applikation aufgrund der vorgegebenen Gabeltiefen und -weiten nicht möglich, können Ultraschallschranken wie die UY210100 weiterhelfen. Als Einwegsysteme bestehen sie ebenfalls aus einem Sender und Empfänger, die jedoch separat voneinander installiert werden und hierbei Abstände von bis zu 300mm (maximale Reichweite) erlauben.

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