Einsatz von fotoelektrischen Sensoren in Produktionslinien
Trotz der Fortschritte in der Automatisierungstechnik sind Maschinen nicht unfehlbar, und kleine Fehler können sich summieren, was zu erheblichen Kosten und Problemen führt. Daher ist die genaue Überwachung von Produktionsprozessen und die Identifizierung von Defekten, bevor Produkte verpackt und versendet werden, entscheidend. Fotoelektrische Sensoren bieten mit modernster Technologie eine kostengünstige und praktische Lösung zur Inspektion und Qualitätssicherung direkt auf der Produktionslinie.
Grundprinzipien und Entwicklung
Fotoelektrische Sensoren werden seit über 60 Jahren in der Automatisierung eingesetzt. Sie detektieren sichtbares oder unsichtbares Licht und reagieren auf Änderungen der Lichtintensität, wodurch Herstellern wichtige Betriebsdaten geliefert werden – etwa zur Bestätigung der Position von Komponenten oder zur Zählung von Produkten. Durch Miniaturisierung der Elektronik sind die Sensoren heute kompakter, einfacher zu montieren und oft kostengünstiger.
Herausforderungen und Innovationen
Detektion klarer Flüssigkeiten
In der Abfüllindustrie ist die Überprüfung des Flüssigkeitsstands in klaren Flaschen (z. B. bei Wasser) eine besondere Herausforderung. Herkömmliche Sensoren scheitern oft an niedrigem Kontrast. Ein Infrarot-Sensorstrahl mit 1.450 nm Wellenlänge hat sich jedoch bewährt: Wasser absorbiert bei dieser Wellenlänge etwa 1.000-mal mehr Energie als im sichtbaren Bereich, was einen hohen Kontrast ermöglicht und präzise Messungen erlaubt
Anwendungen mit hohem Überschussverstärkungsfaktor
Um Inhalte in farbigen oder mattierten Behältern zu detektieren, benötigen Sensoren ausreichend „Excess Gain“, um Signalabschwächungen durch Verschmutzungen oder das Behältermaterial auszugleichen. Ein ausbalancierter Excess Gain stellt sicher, dass der Sensorstrahl den Behälter durchdringt, aber von der Flüssigkeit absorbiert wird – und vermeidet so Fehlalarme.
Langstrecken- und Kleinobjekterkennung
Die Detektion kleiner Objekte (z. B. Flansche) auf bewegten Teilen über größere Entfernungen ist aufgrund von Fertigungstoleranzen schwierig. Festfeld-Sensoren mit sichtbarem Rotlaser bieten hier eine Lösung: Sie erfassen Objekte nur innerhalb eines definierten Bereichs und ignorieren Störungen außerhalb der Cut-off-Grenze. Ihre Hintergrundunterdrückung, der schmale Strahl und der sichtbare Laser machen sie ideal für die Erkennung kleiner Objekte auf Distanz.
Robustheit und Umgebungsbeständigkeit
Fotoelektrische Sensoren müssen rauen Industrieumgebungen standhalten – einschließlich Wasser, Chemikalien, extremen Temperaturen und Verschmutzungen. Dichtungen und IP-Schutzklassen (IP67, 68, 69K) verhindern das Eindringen von Feuchtigkeit. Sensoren mit flüssigkeitsdichter PFA-Ummantelung widerstehen Säuren und aggressiven Reinigungsmitteln. Für Hochtemperaturanwendungen eignen sich Sensoren mit Glasfasertechnik und externen Verstärkern.
Bewältigung umweltbedingter Störfaktoren
Selbst Sensoren mit hohen IP-Schutzklassen können durch Staub, Rauch, Nebel oder Ölrückstände beeinträchtigt werden. Sensoren mit hohem Excess Gain „durchbrennen“ solche Kontaminationen zuverlässig, um das Zielobjekt zu detektieren. Gegenlichtmode-Sensoren sind hier besonders effektiv.
Lumineszenzsensoren
Für die Detektion transparenter Materialien oder spezifischer Markierungen nutzen Lumineszenzsensoren UV-Licht, um „Luminophore“ anzuregen, die sichtbares Licht emittieren. Sie kommen z. B. in der Holzoptimierung, bei Manipulationsschutzsiegelprüfungen oder fluoreszierenden Produktmarkierungen zum Einsatz.
Fotoelektrische Sensoren wurden optimiert, um kritische Herausforderungen in der Produktionsprüfung zu meistern. Durch hohe Leistung bei geringeren Kosten tragen sie maßgeblich zur Effizienz und Rentabilität moderner Fertigungsprozesse bei.
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