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

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 zur Erkennung transparenter Objekte funktioniert und wie Sie die richtige Technologie für Ihre Anwendung auswählen.

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.  

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. 

Ein laserbasierter Sensor ist eine weitere Option für die Erfassung transparenter Objekte.  Ein laserbasierter Sensor arbeitet mit einem Laser anstelle einer LED, was im Vergleich zu einem LED-basierten Sensor eine einfachere Ausrichtung, eine höhere Präzision, die Erkennung kleinerer Objekte und die Erkennung kleinerer Lücken ermöglicht. Einige laserbasierte Sensoren, wie der Q4X von Banner Engineering, erfordern ebenfalls weder einen Reflektor noch einen Empfänger. 

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.  

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.  

Da Ultraschallsensoren zur Erkennung eher Schall als Licht verwenden, sind sie für viele der Bedingungen, die für optische Sensoren typisch sind, unempfindlich.