Erfassung von Flüssigkeiten auf Wasserbasis mit einem optoelektronischen Infrarotsensor

31. Mai 2017

water bottle lids blurred

Zusammenfassung: Eine der schwierigsten optoelektronischen Anwendungen betrifft die Erfassung des Vorhandenseins oder Fehlens von klaren Flüssigkeiten in farblosen Flaschen. Online-Wägesysteme, Sensoren für geringe Kontraste und Ultraschallsensoren sind Methoden zur Erfassung von Wasserfüllhöhen, aber diese Methoden sind kostspielig oder nicht unbedingt allzu zuverlässig. Erfahren Sie, wie der optoelektronische Sensor QS30 H2O von Banner anhand einer einzigartigen Eigenschaft von Wasser zuverlässig erkennt, ob Wasser vorhanden ist oder nicht.

F: Kann der optoelektronische Sensor QS30 H2O wirklich klares Wasser erfassen?

Ja. Dünne Wasserschichten sind im sichtbaren Spektrum lichtdurchlässig. Darum durchdringen optoelektronische Sensoren mit herkömmlichen sichtbaren LEDs das Wasser direkt und können normalerweise nicht eingesetzt werden, um das Vorhandensein von Wasser zu erfassen. Der QS30 H2O verwendet jedoch eine Infrarot-LED mit einer Wellenlänge von 1450 nm, die effizient von Wasser und vielen Flüssigkeiten auf Wasserbasis absorbiert wird. Wenn Ihre Augen Farben im Infrarotspektrum wahrnehmen könnten, würde Wasser bei 1450 nm schwarz aussehen. 

F: Funktioniert der Sensor bei allen Flüssigkeiten?

Grundsätzlich ja, vorausgesetzt, dass die Flüssigkeiten eine gewisse Menge an Wasser enthalten. Er funktioniert zum Beispiel bei Saft, Milch, Wasserstoffperoxid, Franzbranntwein, Haargel, Seife oder Essig. Flüssigkeiten ohne Wasserbasis können durchaus noch einen Teil des gesendeten Lichts blockieren. Hierfür sorgen Faktoren wie Viskosität oder Farbe. Allerdings besteht die wesentliche Stärke dieses Sensors darin, Flüssigkeiten auf Wasserbasis mithilfe einer Wellenlänge von 1450 nm zu erfassen. Darum hilft er nicht bei Anwendungen mit Flüssigkeiten wie Pflanzenöl oder Kohlenwasserstoffen. Wenn Sie nicht sicher sind, ob die Flüssigkeit in Ihrer Anwendung erfasst wird oder nicht, dürfen Sie gern eine Probe von Ihrer Flüssigkeit an unser Labor senden, damit wir sie testen können.

F: Kann ich mit diesem Sensor Feststoffe mit hohem Wassergehalt erfassen?

Ja. Wie jeder andere optoelektronische Sensor auch, kann der QS30 H2O zur Erfassung von Feststoffen eingesetzt werden, sogar ohne Wassergehalt. Wenn das Ziel eine ausreichende Menge vom gesendeten Lichtstrahl blockiert, wird es erfasst.

F: Kann ich mit diesem Sensor den Wasseranteil an der Flüssigkeit ermitteln?

Nein. Der Sensor gibt keinen Messwert aus, der über den prozentualen Anteil von Wasser in der Probe Auskunft gibt. Er dient zur Erfassung des Vorhandenseins oder Fehlens von Wasser, das für einen optoelektronischen Sensor im sichtbaren Lichtspektrum einen sehr geringen Kontrast und eine schwierige Anwendung darstellen kann.

qs30ex_h20_rcf_bev_line_a

Abbildung: Optoelektronischer Infrarotsensor erfasst Wasser in Plastikflaschen.

F: Spielt die Farbe der Flüssigkeit eine Rolle?

Ja. Die Farbe der Flüssigkeit wirkt sich darauf aus, wie viel Licht insgesamt von der Flüssigkeit blockiert wird. Sie können davon ausgehen, dass eine dunkle Cola mehr Licht blockiert als klares Wasser. In Anwendungen, bei denen Sie das Vorhandensein farbiger Flüssigkeiten erfassen, kann ein standardmäßiger roter LED-Sensor durchaus ausreichend sein. Der QS30 H2O-Sensor bietet zusätzliche Kontrastempfindlichkeit, weil er die 1450-nm-Absorptionsbande von Wasser nutzt.

F: Funktioniert dieser Sensor nur bei durchsichtigem Behälter?

Nein. Der Sensor ist mit einer sehr hohen Funktionsreserve konzipiert, damit er viele gängige Behälter für Konsumgüter durchdringt. Das Licht vom Sender des Sensors kann durchsichtige Behälter wie Glas oder durchsichtigen Kunststoff leicht durchdringen. Es kann auch durch mattierte Glasflaschen und einige dünnwandige Kunststoffbehälter dringen, die transparent, aber nicht völlig lichtundurchlässig sind. Der Sensor funktioniert nicht bei Kartons oder Metalldosen, und ein Etikett auf der Seite einer Flasche kann dem Lichtstrahl ebenfalls ins Gehege kommen. Bei der Arbeit mit undurchsichtigen Behältern ist unter Umständen Unterstützung beim Testen und bei der Entwicklung der Anwendung notwendig, damit der Sensor erfolgreich angewandt werden kann.

F: Warum durchdringt der Sensor nur bestimmte Materialien?

Die QS30 H2O-Sensoren sind mit der Kapazität für sehr hohe Funktionsreserve ausgelegt. Dadurch können diese Sensoren einige Behälter durchdringen. Allerdings sollten Sie bedenken, dass Licht mit verschiedenen Materialien unterschiedliche Wechselwirkungen hervorruft. Einige Materialien übermitteln Licht problemlos und andere blockieren oder absorbieren es. Die Dicke des Materials wirkt sich direkt darauf aus, wie viel Licht durchgelassen und wie viel blockiert wird.   Super-Hochleistungsmodelle des QS30 H2O bieten eine besonders hohe Durchdringungsleistung, um die Erfassung von flüssigen Inhalten in dickeren Behältern zu ermöglichen. 

F: Wirkt sich die Form des Behälters darauf aus, wie gut der Sensor Wasser erfasst?

Ja, Form und Farbe des Behälters machen etwas aus. Sogar Etiketten können sich darauf auswirken, wie gut der Sensor einen Behälter durchdringen kann. Normalerweise hat ein Behälter recht dünne Wände, während der flüssige Inhalt eine dicke Schicht ist, wie zum Beispiel bei einer Plastik-Wasserflasche. Wenn der Behälter leer ist, blockiert die dünne Kunststoffwand einen geringen Anteil des Lichts, aber wenn der Behälter mit Wasser gefüllt ist, absorbiert die relativ dicke Wasserschicht einen großen Anteil des gesendeten Lichts. Dieser Kontrast zwischen dem leeren und dem vollen Behälter führt zu einer hochgradig kontrastempfindlichen Anwendung, weil Wasser die 1450-nm-Lichtwellenlänge absorbiert.

F: Was ist der Schlüssel zu einer erfolgreichen Anwendung bei diesem Sensor?

Der Schlüssel zu einer erfolgreichen Anwendung besteht darin zu ermitteln, ob der QS30 H2O den leeren Behälter durchdringen kann oder nicht. Wenn der Sensor den leeren Behälter durchdringen kann, lässt sich das Vorhandensein von Flüssigkeiten auf Wasserbasis generell zuverlässig erkennen.

F: Wie kann ich die Funktionsreserve bei diesem Sensor steuern?

Das Einweglichtschranken-Sensorpaar wird in je einer Ausführung mit hoher und mit niedriger Funktionsreserve geliefert. Die Funktionsreserve des gesamten Systems kann mithilfe von Blenden angepasst werden, die einen Teil des Lichtstrahls blockieren, oder die Sensoren können leicht fehlausgerichtet werden, um die Lichtmenge zu vermindern, die den Empfänger erreicht. Die Blende formt außerdem den effektiven Strahl der Sensoren. Dies ist hilfreich beim Überprüfen der Füllhöhe in einem Behälter oder wenn Sie mit Behältern arbeiten, die kleiner sind als der 13-mm-Durchmesser des effektiven Strahls des Sensors.

F: Welchen Sensor sollte ich für transparente Behälter wählen?

Wir empfehlen Ausführungen mit hoher Funktionsreserve, wenn Sie eine hohe Betriebsreichweite brauchen oder wenn es sich um mattierte oder transparente Behälter handelt. Die Ausführungen mit geringer Funktionsreserve eignen sich am besten für Anwendungen mit kurzer Betriebsreichweite oder für den Einsatz bei durchsichtigen Behältern und klaren Flüssigkeiten.

image for expert insights

Fanden Sie diesen Beitrag hilfreich?

Weitere Informationen

Empfohlene Produkte

Hochleistungssensor der Bauform QS30 mit hoher Reichweite
Bauform QS30

Hochleistungserfassung mit Reichweiten bis zu 200 m, Ausführungen mit E/M-Relaisausgang erhältlich.

Weitere Informationen

Artikel zu verwandten Themen

Registration Mark Detection: Why Use RGB Color Mark Sensors
Registration Mark Detection: Using a Color Mark Sensor with RGB Technology

12 Mai 2017

Learn how color mark sensors with RGB technology detect registration marks, when to use a color mark sensor versus true color sensor, and more.

Lumineszenzsensoren: Antworten auf häufig gestellte Fragen
Lumineszenzsensoren: Antworten auf häufig gestellte Fragen

10 Apr. 2017

Lumineszenzsensoren verwenden für das menschliche Auge unsichtbares UV-Licht, um das Zielmaterial im sichtbaren Spektrum zum Leuchten zu bringen. Dieser Artikel enthält Antworten auf häufig gestellte Fragen über Lumineszenzsensoren.

Gewusst wie: So verwenden Sie optoelektronische Sensoren für die Tablettenzählung
Gewusst wie: So verwenden Sie optoelektronische Sensoren für die Tablettenzählung

27 März 2017

Optoelektronische Sensoren bieten viele bedeutende Vorteile für die Tablettenzählung, zum Beispiel hohe Präzision, hohe Ansprechgeschwindigkeit und einen hygienischen, berührungslosen Ansatz.

Was ist eine Risikobewertung und warum ist sie wichtig?
Was ist eine Risikobewertung und warum ist sie wichtig?

13 März 2017

Bei der Planung einer Risikobewertung ist es immer das Beste, die Normen heranzuziehen. Ergänzend haben wir hier einige Antworten auf häufig gestellte Fragen zusammengestellt.

Factory for the production of edible oils. Shallow DOFF.

Schnelle Erkennung von Gefahren für die Lebensmittelsicherheit

Whitepaper

Entdecken Sie, wie Sie mithilfe der Temperatur-Fernüberwachung das Food Safety Modernization Act (FSMA) einhalten und kostspielige Rückrufe vermeiden.

Jetzt herunterladen