Vorteile der Erfassung transparenter Objekte mit koaxialer Optik mit Polarisationsfilter
Abbildung: Bauweise mit koaxialer Optik
Zusammenfassung: Photoelektrische Sensoren, die zur Erkennung von klaren, durchsichtigen und transparenten Objekten verwendet werden, müssen für leichte Lichtschwankungen empfindlich sein, was sie anfällig für eine falsche Erkennung durch falsches und reflektiertes Licht machen kann. Sensoren, die Filter mit Polarisationsfilter und koaxialer Optik nutzen, beschränken die Lichtmenge, die in den Empfänger eines Sensors eindringt. Lesen Sie weiter, um zu erfahren, warum dies wichtig ist, und sich über die zusätzlichen Vorteile der koaxialen Optik mit Polarisationsfilter zu informieren.
Reflexionslichtschranken zur Erfassung transparenter Objekte
Optoelektronische Reflexionslichtschranken eignen sich für eine Vielzahl von Anwendungen. Bei diesem beliebten Sensing-Modus befinden sich sowohl der Sender als auch der Empfänger in demselben Gehäuse. Der Sender richtet einen LED-erzeugten Lichtstrahl auf einen Reflektor, der den Lichtstrahl wieder zurück an den Empfänger sendet. Wenn ein Objekt zwischen dem Sensor und dem Reflektor passiert, wird der Lichtstrahl unterbrochen und das Objekt wird erfasst.
Da sich Sender und Empfänger in demselben Gehäuse befinden, muss nur eine Seite der Installation mit Strom versorgt werden. Das vereinfacht die Verdrahtung und de Installation und senkt die Gesamtkosten. Darüber hinaus bietet dieser Erfassungsmodus eine relativ hohe Überschussverstärkung , die den Erfassungsbereich sowie die Fähigkeit des Sensors erhöht, Umweltverschmutzungen wie Staub oder Rückstände auf dem Sensor oder Reflektor zu überwinden.
Empfindlichkeit für geringfügige Veränderungen der Lichtverhältnisse
Optoelektronische Reflexionslichtschranken zur Erfassung transparenter Objekte bieten die gleichen, im Absatz oben genannten Vorteile in Bezug auf Energieversorgung, Installation und Platzbedarf. Außerdem bieten diese Sensoren eine zuverlässige Leistung über größere Entfernungen, einen höheren Grad an Präzision und kürzere Ansprechzeiten als viele andere Erfassungstechnologien, die in derartigen Anwendungen eingesetzt werden. Die mit diesem Erfassungsmodus normalerweise verbundenen hohen Funktionsreserven führen jedoch dazu, dass der Lichtstrahl durch viele transparente Objekte hindurchsieht und sie darum nicht erfasst.
In diesen Anwendungen eingesetzte optoelektronische Reflexionslichtschranken verwenden einen internen Algorithmus, der sie empfindlicher für geringe Kontraste macht. Ein transparentes Objekt, das in den Lichtstrahl eintritt, schwächt einen kleinen, aber wahrnehmbaren Anteil des abgegebenen Lichts und wird erfasst. Diese Sensoren haben außerdem eine wesentlich geringere Funktionsreserve. Dadurch wird verhindert, dass sie durch transparente Objekte hindurchsehen. Dies macht sie jedoch empfindlicher für Umweltverunreinigungen, was die Leistung und Langlebigkeit beeinträchtigen kann. Zur Minderung dieser Effekte wird häufig ein interner Ausgleichsalgorithmus eingesetzt, der sich automatisch an die Verunreinigungen auf dem Sensor oder Reflektor und an Veränderungen der Umgebungstemperatur anpasst.
Überwindung der Herausforderungen durch reflektiertes Licht
Viele transparente Ziele (glänzendes Glas oder glänzender Kunststoff, geschliffene Behälter, glänzende Folien usw.) können reflektierende Eigenschaften aufweisen. Ähnlich können auch Geräte und Hintergrundobjekte Licht reflektieren. Von diesen Objekten zurück an den Empfänger eines Sensors reflektiertes Licht kann Fehlerfassungen auslösen.
Polarisationsfilter
Wie eine getönte Sonnenbrille lässt ein Polarisationsfilter beim Einsatz mit einem optoelektronischen Sensor Licht nur auf einer bestimmten Ebene in den Empfänger eindringen. Dies hilft dem Sensor, zwischen einem glänzenden oder transparenten Objekt und einem Reflektor zu unterscheiden. Der Sender richtet einen linear polarisierten Lichtstrahl auf den Reflektor. Dieser dreht die Polarisationsebene des Lichts um 90 Grad. Diese Veränderung der Polarisation ermöglicht, dass das Licht vom Reflektor den Empfänger erreicht. Wenn der Lichtstrahl auf ein glänzendes Objekt trifft, gibt das Objekt das Licht auf derselben Ebene zurück, auf der es abgegeben wurde. Dadurch wird das Licht vom Empfänger effektiv blockiert und ein durchbrochener Lichtstrahl signalisiert.
Koaxiale Optik
Reflexionslichtschranken ohne koaxiales optisches Design triangulieren das Licht vom Sender zum Reflektor und zurück zum Empfänger, der sich neben dem Sender befindet. Diese Triangulation erzeugt einen "Totbereich" der Erfassung gegenüber vom Sensor, wo das abgegebene und das reflektierte Licht am weitesten voneinander entfernt ist.
Sensoren mit koaxialer optischer Bauweise senden und empfangen den Lichtstrahl entlang einer einzigen schmalen Achse. Das Licht wird über eine einzige Linse mit schmaler Blende abgegeben und empfangen, und der Sensor misst die geringe Winkelabweichung im Licht zwischen dem abgegebenen Strahl und dem reflektierten Strahl. Der Sensor erfasst Objekte in jeder Entfernung von dessen Frontseite zum Reflektor, ohne Totbereich. Die Entfernung vom Sensor zum Reflektor kann recht kurz sein, ideal für Installationen in beengten Platzverhältnissen. Diese Bauweise beschränkt außerdem erheblich das Risiko, dass erratisches Licht in den Empfänger des Sensors gelangt. Diese Sensoren werden zusammen mit einem Polarisationsfilter verwendet und sind daher besonders unanfällig für Fehlerkennungen durch reflektiertes Licht.
Die koaxiale optische Bauweise bietet noch weitere Vorteile. Der besonders schmale Strahl, die kleine Punktgröße und die mit dieser Bauweise verbundene Unempfindlichkeit gegen die Sensordrehung sind ideal für die präzise Erfassung von Vorderkanten und die Erfassung der schmalen Lücken zwischen Objekten, die bei vielen High-Speed-Zählanwendungen üblich sind. Außerdem passiert der Lichtstrahl unbeeinflusst eine kleine Öffnung. Das ermöglicht den Einsatz eines Schirms oder Gehäuses zum Schutz des Sensors gegen schwierige Umgebungsbedingungen, wie zum Beispiel Hochdruck-Abspritzungen.
Fazit
Optoelektronische Reflexionslichtschranken sind eine beliebte Wahl für Anwendungen zur Erfassung transparenter Objekte. Sie sind kostengünstig, leicht mit Energie zu versorgen und zu installieren, bieten schnelle Ansprechzeiten und einen hohen Präzisionsgrad. Die für die zuverlässige Erfassung transparenter Objekte erforderliche Lichtempfindlichkeit macht diese Sensoren anfällig für Fehlerfassungen durch reflektiertes Licht. Sensoren in koaxialer Bauweise mit Polarisationsfilter sind hochgradig immun gegen erratisches und reflektiertes Licht. Außerdem entfallen durch diese Bauweise Totbereiche der Erfassung zwischen dem Sensor und dem Reflektor. Sie bietet eine sehr hohe Positionspräzision und macht den Schutz des Sensors gegen Umgebungsgefahren einfach.
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