Gewusst wie: So wählen Sie den optimalen Sensortyp für die Erfassung transparenter Objekte

Flaschenreinigung

Zusammenfassung: Transparente Objekte können schwer zu erfassen sein, weil das Licht durch sie hindurch scheinen kann.  Einige Erfassungstechnologien können unter bestimmten Bedingungen besser funktionieren oder bei bestimmten Materialien effektiver sein. 

In diesem Beitrag werden drei Sensortechnologien verglichen, die häufig zur Erfassung transparenter Objekte eingesetzt werden: LED-basierte Sensoren, laserbasierte Sensoren und Ultraschallsensoren.   Erfahren Sie, wie jede Technologie für die Erfassung transparenter Objekte funktioniert und Sie die geeignete Technologie für Ihre Anwendung auswählen.  

LED-basierte, optoelektronische Sensoren

Reflexionslichtschranken sind die am häufigsten eingesetzten LED-basierten, optoelektronischen Sensoren für die Erfassung von transparenten Objekten. Jeder Sensor enthält einen Sender und einen Empfänger. Der Sender richtet einen Lichtstrahl auf einen Reflektor. Dieser lenkt den Lichtstrahl zurück zum Empfänger. Wenn ein Objekt zwischen den Sensor und den Reflektor gelangt, wird das abgegebene Licht entweder blockiert oder um einen wahrnehmbaren Anteil geschwächt.  

So erfassen LED-basierte, optoelektronische Sensoren transparente Objekte

Optoelektronische Reflexionslichtschranken mit koaxialer optischer Bauweise senden und empfangen Licht entlang einer einzigen schmalen Achse. Hierdurch wird die Erfassung transparenter Objekte optimiert, weil das Risiko von Fehlerkennungen, die durch reflektiertes Licht verursacht werden, drastisch gesenkt wird. Sensoren, die diese Technologie verwenden, besitzen einen kleinen, hellen Lichtpunkt, der die Sensorausrichtung vereinfacht und eine sehr präzise Erfassung von Vorderkanten ermöglicht. 

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Da das gesendete und empfangene Licht auf einem einzigen schmalen Strahl wandert, weisen diese Sensoren außerdem eine kleine Blende auf. Dies ermöglicht ihre Abschirmung und somit ihren Einsatz in Spritzdruck- und Hygieneumgebungen.  Optoelektronische Sensoren mit Polarisationsfilter senden und erfassen Lichtwellen von einer bestimmten Polarisierung und ignorieren alle anderen Lichtwellen. Hierdurch wird das Risiko von Fehlerfassungen, die durch reflektiertes Licht verursacht werden, noch zusätzlich gesenkt. Erfahren Sie mehr über koaxiale Optik mit Polarisationsfilter zur Erfassung transparenter Objekte.

Vorteile

Optoelektronische Sensoren zeichnen sich durch höhere Ansprechgeschwindigkeiten, höhere Erfassungsreichweiten und einen höheren Präzisionsgrad als Ultraschallsensoren aus. LED-basierte Sensoren sind (im Vergleich zu laserbasierten Sensoren) sehr effektiv für den allgemeinen Gebrauch bei der Erfassung größerer Objekte und größerer Lücken zwischen Objekten.  

Laserbasierte Sensoren

Ein laserbasierter Sensor ist eine weitere Option für die Erfassung transparenter Objekte.  Ein laserbasierter Sensor funktioniert mit einem Laser statt mit einer LED. Verglichen mit einem LED-basierten Sensor ermöglicht dies eine leichtere Ausrichtung, eine größere Präzision, die Erfassung kleinerer Objekte bzw. die Erfassung kleinerer Lücken. Einige laserbasierte Sensoren, wie der Q4X von Banner Engineering, erfordern ebenfalls weder einen Reflektor noch einen Empfänger. 

So erfassen laserbasierte Sensoren transparente Objekte

Neben der Entfernungsmessung können Lasersensoren mit Dual-Modus-Funktion auch Veränderungen in der Lichtintensität einer stabilen Hintergrundbedingung erfassen.   Mit anderen Worten, ein Laser-Entfernungsmesser mit Dual-Modus kann nicht nur erfassen, wenn das Ziel innerhalb einer bestimmten Entfernung präsent ist, sondern auch, wenn es eine bestimmte Lichtmenge an den Empfänger zurücksendet. 

Damit dies funktioniert, muss eine stabile Referenzoberfläche einprogrammiert werden. Die Entfernung und die Intensität der Referenzoberfläche werden aufgezeichnet und als Ausgangswerte (Baseline) verwendet. Die Präsenz eines transparenten Objekts, das in den Erfassungsbereich des Strahls eintritt, verändert die wahrgenommene Entfernung und Lichtintensität der Hintergrundbedingung.  

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Vorteile

Laserbasierte Sensoren enthalten einen hochgradig sichtbaren Laserpunkt für die einfache Ausrichtung, und ein kleiner Laserpunkt gewährleistet eine höhere Präzision bei der Erfassung kleiner Objekte.  Ein laserbasierter Sensor, der keinen Reflektor erfordert, ermöglicht eine flexiblere Montage und geringere Vorratsbestände und Wartungskosten. 

Ultraschallsensoren

Ultraschallsensoren erfassen Objekte mithilfe von Schallwellen. Die meisten Ultraschallsensoren erfassen Objekte und messen Entfernungen durch Abhören des Echos einer gesendeten Schallwelle, die von einem Ziel oder einer Hintergrundbedingung reflektiert wird.

Ultraschall-Einweglichtschranken, wie zum Beispiel der M25U von Banner Engineering, erfassen ein Objekt, wenn das Signal zwischen dem Sender und dem Empfänger blockiert wird. Diese Sensoren sind schneller und bieten höhere Präzision als die meisten Ultraschallsensoren.  

So erfassen Ultraschallsensoren transparente Objekte

Da Ultraschallsensoren Schallwellen statt Lichtwellen für die Erfassung verwenden, sind sie nicht anfällig für viele Bedingungen, die für optische Sensoren normalerweise schwierig sind.

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Vorteile

Ultraschallsensoren sind unempfindlich gegen die Farbe, das Reflexionsvermögen und die Transparenz des Ziels. Dies vereinfacht Produktwechsel und senkt Ausfallzeiten. Außerdem sind sie unempfindlich gegen Flächenausleuchtung und bieten eine gute Leistung in verschmutzten und feuchten Umgebungen.  


Weitere Informationen

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