Erfassung von Flüssigkeiten auf Wasserbasis mit einem optoelektronischen Infrarotsensor

31. Mai 2017

Ja. Dünne Wasserschichten sind für Licht im sichtbaren Spektrum transparent, so dass photoelektrische Sensoren mit normalen sichtbaren LEDs durch Wasser hindurch brennen und normalerweise nicht zur Erkennung von Wasser verwendet werden können. 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. 

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.

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.

Nein, der Sensor ist mit einer sehr hohen überschüssigen Verstärkung konzipiert, um durch viele Behälter zu brennen, die üblicherweise für Konsumgüter verwendet werden. 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.

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. 

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.

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.

Das Gegenläufige Sensorpaar ist in einer High-Gain- und einer Low-Gain-Ausführung erhältlich. 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.

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.