Was sind Lichtschranken oder optische Sensoren?
Fotozellen sind Sensoren, die eine Veränderung der Lichtstärke beobachten. Dies bedeutet eine Erkennung (oder Nichterkennung) des vom Sensor ausgesandten Lichts. Die Erfassungsmethode variiert je nach Art des Fotozellensensors. Eine Lichtschranke besteht aus:
- Sender, das ist die Lichtquelle (LED);
- Empfänger (Fototransistor);
- Signalwandler;
- Verstärker.
Der Empfänger prüft, ob das einfallende Licht vom Sender kommt. Aufgrund dessen wird geschaltet oder nicht. Lichtschranken gibt es in vielen verschiedenen Formen und Größen. Dies trägt dazu bei, dass sie sich für viele industrielle Anwendungen eignen. Es gibt vier Hauptgruppen von Lichtschranken. Im Folgenden erfahren Sie mehr über sie.
Fotozellensender und -empfänger
Lichtschranken mit einem separaten Sender und einem separaten Empfänger sind einander gegenüber angeordnet. Dies wird auch als Einweglichtschranke bezeichnet. Wenn ein Objekt den Lichtstrahl unterbricht, schaltet der Ausgang um. Sende- und Empfangslichtschranken sind in allen möglichen Anwendungen zu finden. Vor allem dort, wo viele Verschmutzungen, Flüssigkeiten, Feuchtigkeit, Umgebungslicht oder andere schwierige Umgebungsvariablen vorhanden sind. Denn diese Sensoren arbeiten auch unter diesen Bedingungen sehr zuverlässig, z. B. Achterbahnen.
Die Telco-Sender- und -Empfänger-Fotozellen sind so leistungsstark, dass sie eine Reichweite von 70 Metern haben. Dadurch eignet sich eine Telco-Lichtschranke sehr gut für den Einsatz in stark verschmutzten oder anspruchsvollen Umgebungen. Wenn ein separater Sender/Empfänger in Kombination mit einem separaten Verstärker verwendet wird, sind mehr Funktionen möglich. Wie z.B.: Mehrfachausgang, Filter und Timeout- oder Alarmfunktionen. Ein weiterer Vorteil ist, dass 30 Einweg-Lichtschranken in unmittelbarer Nähe zueinander eingesetzt werden können. Ohne dass sich die Lichtschranken gegenseitig stören.
Lichtschranken für diffuse Annäherung
Sondenlichtschranken sind Lichtschranken, die ein Objekt diffus erfassen. Sender/Empfänger befinden sich in einem Gehäuse. Es wird kein separater Empfänger, Reflektor oder eingelernter Hintergrund für die Erfassung verwendet.
Eine Sondenlichtschranke hat auf dem Markt verschiedene Bezeichnungen, wie z. B. diffuse Lichtschranke, diffuser Näherungsschalter, Näherungsschalter oder Reflexionssonde. Das Prinzip der Lichtschranke basiert auf der Reflexion des Objekts, wobei Sender und Empfänger nebeneinander im Gehäuse angeordnet sind.
Die am häufigsten verwendete Sonde ist die SMP 8501 MG J. Sie hat eine Reichweite von 1 Meter. Die stärkste diffuse Näherungslichtschranke ist die SMP 2605 J. Die maximale Reichweite dieser Lichtschranke beträgt 5 Meter und die Schaltfrequenz 250 Hz.
Hintergrundunterdrückung
Lichtschranken mit Hintergrundausblendung funktionieren wie Lichtschrankensonden oder Reflexionssonden, jedoch mit einer zusätzlichen Funktion. Diese Sensoren erkennen nur Objekte innerhalb einer definierten Zone. Damit erfasst die Lichtschranke alles, was sich zwischen dem Sensor und dem eingelernten Hintergrund befindet. Ideal, wenn zum Beispiel:
- Eine geschwärzte Grillplatte, wird erkennen
- Ein Behälter aus rostfreiem Stahl in einer rostigen Umgebung will erkannt werden;
- Sie möchten das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines Produkts in einer Glasumgebung feststellen.
Technisch gesehen wird das Potenzial des Hintergrunds voll ausgeschöpft. Durch das Anlernen (Teach) des Sensors an den Hintergrund sieht er alles, was vor ihm passiert.
Der am häufigsten verwendete Sensor mit Hintergrundausblendung ist der: SPBS 2602T J. Dieser Sensor verfügt über eine zusätzliche Funktion, mit der eine Anstiegs- und/oder Abfallverzögerung eingestellt werden kann.
Die Telco-Sender- und -Empfänger-Fotozellen sind so leistungsstark, dass sie eine Reichweite von 70 Metern haben. Dadurch eignet sich eine Telco-Lichtschranke sehr gut für den Einsatz in stark verschmutzten oder anspruchsvollen Umgebungen. Wenn ein separater Sender/Empfänger in Kombination mit einem separaten Verstärker verwendet wird, sind mehr Funktionen möglich. Wie z.B.: Mehrfachausgang, Filter und Timeout- oder Alarmfunktionen. Ein weiterer Vorteil ist, dass 30 Einweg-Lichtschranken in unmittelbarer Nähe zueinander eingesetzt werden können. Ohne dass sich die Lichtschranken gegenseitig stören.
Retroreflektierende und polarisierte Lichtschranken
Bei retro-reflektierenden Lichtschranken oder Lichtschranken mit Reflektor befinden sich Sender und Empfänger in einem Gehäuse. Allerdings blickt die Lichtschranke nun immer auf einen Reflektor statt auf ein Objekt. Der Reflektor ist direkt gegenüber der Lichtschranke angebracht. Wenn der Lichtstrahl unterbrochen wird, schaltet die Fotozelle um.
Telco-Lichtschranken mit Reflektor können als polarisierte oder retroreflektierende (nicht polarisierte) Lichtschranken ausgeführt werden.
- Polarisierte Sensoren sind mit einem speziellen Polarisationsfilter ausgestattet, so dass der Empfänger nur das vom polarisierten Reflektor reflektierte Licht empfängt. Dies verhindert ein Schalten durch z. B. eine Person, die reflektierende Kleidung trägt. Aber auch der Metalllack eines Autos oder blankes Metall sind Beispiele dafür. Mit dem Polarisationsfilter lassen sich auch durchscheinende und reflektierende Gegenstände wie Glas oder Kunststoffverpackungen erkennen.
- Ein Retroreflektor wirft das einfallende Licht genau so zurück, wie es empfangen wurde. Ungeachtet des Einfallswinkels. Der Lichtstrahl vom Sender einer Reflexionslichtschranke wird also direkt durch den Reflektor zum Empfänger des Sensors zurückgeworfen. Wenn der Lichtstrahl von einem Objekt durchdrungen wird, kommt es zu einer Umschaltung.
Der am häufigsten verwendete polarisierte Sensor ist der SPPR 2610T J.. Für retroreflektierende Sensoren ist es: SMRR 8500 MG J..
