Die richtige Wahl eines Näherungssensors

Um einen Näherungssensor richtig zu wählen, sollten die folgenden Fragen gestellt werden:

• Welcher Art soll das zu erkennende Objekt sein: fest, flüssig, gekörnt, metallisch etc.?
• Wie groß ist die Entfernung zwischen dem Objekt und dem Detektor?
• Welche Form hat das Objekt?

Die Induktiven Näherungssensoren sind die am häufigsten vertretenen des Marktes. Sie besitzen eine Oszillatorschaltung, die ein elektromagnetisches Feld erzeugt. Jedes Metallteil, das sich nähert, wird erkannt, weil es die Induktionsströme konzentriert und die Schwingungen reduziert. Dieser Vorgang wird vom Detektor festgestellt.

Der Induktionssensor hat folgende Haupteigenschaften:

• Verwendung beschränkt auf Metallteile
• Relativ schwache Reichweite: bis 80 mm, Reichweite unterschiedlich je nach Art der Legierung.
• Niedrige Kosten: der Preis beträgt ca. die Hälfte der Kosten für einen Optoelektronische Sensor
• Robust und widerstandsfähig gegen rauhe Umgebungsbedingungen, unempfindlich gegen Stöße und Vibrationen, Staub usw.
• Umschalt frequenz relativ hoch (mehrere kHz), was es gestattet, den Durchlauf der vorbeilaufenden Teile bei hoher Geschwindigkeit zu prûfen, selbst im sich drehenden Zustand
• Keine verschleißanfälligen beweglichen Teile.

FÜR WELCHE ANWENDUNGEN?

Induktivsensoren werden in Werkzeugmaschinen und Textilmaschinen, in der Automobilindustrie, in Montagestraßen uÄm verwendet. Ziel ist es, Metallteile in schwierigen Umgebungen festzustellen oder Teile zu kontrollieren, die schnell vorbeiziehen.

Das Funktionsprinzip der kapazitiven Näherungssensoren ähnelt dem der Induktivsensoren. Ein Kondensator auf der Seite des Sensors generiert ein elektromagnetisches Feld. Ein sich näherndes Teil verändert Intensität und Frequenz der Schwingungen. Im Gegensatz zu Induktivsensoren erfassen Kapazitivzensoren nicht nur metallische Teile, sondern alle Formen von Teilen und Materialien (fest, flüssig, viskös, pulverförmig etc.).

Der Induktionssensor hat folgende Haupteigenschaften:

• Geringe Reichweite: <60 mm
• Geringfügig kostenintensiver als ein induktiver Sensor
• Verwendet für alle Arten von Teilen und Materialien
• Kann Objekte durch nicht metallische Wände hindurch feststellen.
• Empfindlich gegen Feuchtigkeit und dichten Dampf.
• Häufig verwendet zur Füllstandskontrolle (z.B. durch Kunststoffflaschen hindurch) und zur Detektion transparenter Materialien mit geringer Reichweite.
• Keine mechanische Abnutzung, Lebensdauer unabhängig von der Nutzung
• Geeignet für eine industrielle Umgebung (Luftverschmutzung)
• Hohe Durchlaufrate

FÜR WELCHE ANWENDUNGEN?

Man findet Kapazitivsensoren auf Verpackungslinien, Konditionierungsanlagen und in Anwedungen zum Messen des Füllstands durch Kunststoff- oder Glaswände hindurch.

Dieser Sensor, der auch „Hall-Effekt-Sensor“ genannt wird, funktioniert nach einem Prinzip, das dem der Induktivdetektoren ähnelt. Der Magnet-Näherungssensor enthält zusätzlich eine Klinge aus Metall und Glas, die sehr schnell magnetisch wird, wenn sie sich in der Nähe eines Magneten befindet, und sich ebenso schnell entmagnetisiert, wenn kein solcher vorhanden ist. In diesem Fall hat der magnetische Sensor angesichts seiner kleinen Abmessungen eine große Reichweite. Dementsprechend muss das zu erkennende Teil über einen Magneten verfügen oder selbst magnetisiert sein.

Ein Magnetsensor hat folgende Haupteigenschaften:

• Verwendung für magnetisierte Teile oder Teile mit Magnet
• Niedrige Kosten
• Gestattet die Erkennung durch eine nicht ferromagnetische Wand hindurch.
• Unempfindlich gegen Schwingungen und Schmutz
• Keine Abnutzung
• Eine galvanische Isolierung zwischen Messung und Kreislauf kann geplant werden.

Das Funktionsprinzip der Ultraschall-Näherungssensoren basiert auf Senden und Empfangen von Ultraschallwellen mit hoher Frequenz (ca.200 kHz). Die Rückführung der Welle gestattet die Detektion eines Teils und das Messen der Entfernung, in der es sich befindet (indem man die Zeit misst, die die Welle gebraucht hat, um einen Hin- und Rückweg zurückzulegen). Diese Ultraschall Sensoren können als Direktdetektoren oder immaterielle Schranke genutzt werden.

Ein Ultraschall Näherungssensor hat folgende Haupteigenschaften:

• Erkennung aller Arten von Teilen (Pulver, Metall, Feststoff, Flüssigkeit, durchsichtiges Glas, Kunststoff, Karton, Holz, etc.)
• Reichweite von mehreren Metern (15 m)
• Sehr wenig umgebungsempfindlich
• Begrenzte Antwortzeit durch die Schallgeschwindigkeit
• Kosten relativ hoch (200 à 1 000 €).
• Durchzug-und temperatur empfindlich (-10 °C bis 50 °C)
• Erkennt keine Schallabsorbierer (Watte, Schaumstoff etc.).

FÜR WELCHE ANWENDUNGEN?

Dieser Sensor richtet sich besonders an sehr spezifische Anwendungen: Erkennung in großer Entfernung und in rauher Umgebung, Erkennung von transparenten oder stark reflektierenden Objekten etc.
Es gibt beispielsweise Ultraschallsensoren auf Förderbändern zum Erkennen von Flaschen oder Verpackungen. Letztere findet man ebenfalls, wenn ein Flüssigkeitspegel (in Flaschen) erkannt werden muss oder ein Granulat (Trichter).

Dieser Sensor belegt ein großes Marktsegment. Er beruht auf einem optischen Prinzip. Er erkennt das Objekt, wenn das Lichtbündel entweder gemäßigt oder von dem hindurchgehenden Objekt unterbrochen wird. Je nach dem Objekt, das den Lichtstrahl durchquert, und der Erkennungsentfernung sind verschiedene Konfigurationen möglich:

• Barrierenform: Sender und Empfänger sind getrennt.
• Reflexform: das gesendete Licht wird von einem Reflektor zurückgeworfen.
• Form des direkten Reflexes: wenn das Licht nur vom Objekt zurückgeworfen wird.

Fotoelektrische Näherungssensoren sind anfällig für Umweltverschmutzungen und bieten große Vorteile:

• Sie entdecken jede Art von Teilen (auch aus transparentem Material)
• Sie gehören zu den leistungsstärksten in Bezug auf den Erkennungsabstand: sie finden Objekte in bis zu 200 m Entfernung.

FÜR WELCHE ANWENDUNGEN?

Man findet fotoelektrische Näherungssensoren für die Erkennung von Teilen in der Textilindustrie, der Robotik,  der Aufzugindustrie und im Baugewerbe. Auch die Umschlag- und Transportindustrie setzt sie ein. Sie werden verwendet für Anwendungen, die die Detektion von Personen, Fahrzeugen oder Tieren erfordern.