Schräglage möglich

Bestimmte Arbeitsschritte waren in der Praxis nur sehr schwer oder gar nicht zu automatisieren. Analoge Sensoren mit PSD-Empfangselementen erreichen zwar eine sehr hohe Genauigkeit bei den meisten Anwendungen. Sie haben aber bei bestimmten Materialien wie Gummi, Milchglas oder Styropor Probleme den Abstand zum Objekt genau zu messen. Auch die Abstandsmessung bei tiefschwarzen Objekten, insbesondere wenn sie nicht rechtwinklig zum Sensorlichtstrahl stehen oder bei spiegelnden Objekten stellt für Sensoren mit PSD-Empfangselementen eine nahezu unlösbare Aufgabe dar.

Wenglor hat nun Reflextaster mit einer Technologie entwickelt, die eine hochgenaue Abstandsmessung bei allen Materialien erlaubt. Diese arbeiten mit einer hochauflösenden Fotodiodenzeile und verwenden rotes Laserlicht der Laserklasse 2.

Die Sensoren haben einen analogen Ausgang, der das Messergebnis wahlweise als Spannungswert von 0 bis 10 V oder als Stromwert von 4 bis 20 mA ausgeben kann. Über eine RS232-Schnittstelle können die Sonsoren eingestellt und alle Messergebnisse ausgelesen werden. Ein digitaler Verschmutzungsausgang meldet, dass der Sensor verschmutzt oder das Messergebnis unsicher ist.

Die neue Technologie ermöglicht durch Verwendung einer rauscharmen, hochauflösenden Fotodiodenzeile einen besonders hohen Dynamikumfang. Bei der Fotodiodenzeilen-Technologie lässt sich die Belichtungszeit immer den Gegebenheiten perfekt anpassen, ohne dass Signal-Rauschabstand oder Auflösung darunter leiden. Das Verhältnis zwischen kleinstem und stärkstem Lichtsignal, welches der Sensor fehlerfrei auswerten kann, beträgt daher 1:30 000.

Herzstück des neuen Sensors ist ein Empfangselement, bei dem eine hochauflösende Fotodiodenzeile integriert ist. Hochglänzende schwarze Lackflächen können sogar bei schräger Lage zum Sensor exakt gemessen werden. Die Lichtverteilung wird auf dem Empfangselement über die einzelnen Fotodioden an vielen Stellen unabhängig voneinander gemessen. Ein leistungsstarker digitaler Signalprozessor (DSP) verarbeitet anhand eines hochkomplexen mathematischen Verfahrens den Intensitätsverlauf des empfangenen Lichtes. So wird unabhängig von Material oder Farbe eine hohe Linearität und Auflösung über den gesamten Messbereich möglich.

Der neue Reflextaster zeichnet sich durch einen Messbereich bis 300 mm und eine Auflösung unter 100 µm bei einer Linearität von 0,2 % aus.

Neue Maßstäbe setzt diese Technologie auch im Bereich Temperaturbeeinflussung der Messergebnisse. Die Abstandsmessung mit Fotodiodenzeilen-Technologie ist prinzipbedingt gegenüber Temperaturschwankungen weitgehend unabhängig. Zusätzlich sorgt ein präziser interner Temperatursensor für eine Temperaturdrift unter 10 μm/°C. Vorteilhaft auch der große Temperaturbereich von -25° bis +60 °C.

Digitale Signalverarbeitung mit Referenzverfahren und gepulstem Laserlicht ermöglicht es selbst bei extremen Umgebungslichtverhältnissen von über 10 000 lx fehlerfrei zu messen. Selbst das Licht von Energiesparlampen führt nicht zu Störungen. Zudem besitzt die Fotodioden- gegenüber der CCD-Zeilentechnologie den Vorteil, dass selbst bei extrem hohen Lichtintensitäten kein sogenannter Blooming-Effekt auftritt. Die hohe Auflösung bleibt somit immer gewährleistet.

Bei spiegelnden Materialien wie Aluminium, die aufgrund ihres Reflexionsverhaltens auf dem Empfangselement mehrere Leuchtflecke abbilden, macht sich die Stärke der digitalen Signalverarbeitung besonders bemerkbar. Da nur das Signal des Leuchtflecks mit der höchsten Intensität verarbeitet wird, das der wahren Entfernung entspricht, ist eine exakte Abstandsmessung selbst bei solchen Materialien gewährleistet. Gleiches gilt auch für Materialien wie Milchglas, die einen sehr verschwommenen Leuchtfleck bewirken. Sensoren mit einem PSD-Empfangselement errechnen hier nur den Schwerpunkt der Lichtintensität auf dem Empfangselement und können somit eine falsche Entfernung vortäuschen.

Der neue Reflextaster wartet sowohl mit zahlreichen, einstellbaren Funktionen als auch mit einer einfachen und übersichtlichen Bedienbarkeit auf. Seine RS232-Schnittstelle erlaubt dem Anwender, über seinen Rechner alle Einstellungen digital vorzunehmen und alle Messwerte über seinen Rechner auszugeben. Per Teach-in kann der Messbereich definiert oder die Kennlinien- und Filterfunktion ausgewählt werden. Der Ausgang ist von Strom- (4 bis 20 mA) auf Spannungsausgang (0 bis 10 V) umschaltbar. Der kleine, strichförmige Leuchtfleck des roten Laserstrahls ermöglicht eine besonders einfache Ausrichtung des Sensors auch auf feine Objektstrukturen. Einen konstruktiven Vorteil bringen seine Gehäusemaße von 50 x 50 x 20 mm3. Mit einer Schutzart von IP 67 ist dieser Sensor auch in rauer Industrieumgebung einsetzbar.

Weitere Informationen:

Reflextaster

KEM 475