Industrielle Detektoren: Typen, Funktionen und Einsatz

Grundlagen der Detektoren

Es gibt verschiedene Typen von Detektoren, die alle über eine funktionierende Elektronik verfügen. Ihre Hauptfunktionen sind:

• Erkennen von Produkten.
• Bestimmung der Position.
• Diskriminierung durch Größe, Farbe und Material.
• Feststellung der Werte von Flüssigkeiten und Feststoffen.

Typen von Detektoren

• Induktive Sensoren
• Kapazitive Sensoren
• Lichtschranken
• Lichtwellenleiter-Sensoren

Induktive Sensoren

Induktive Detektoren erkennen metallische Objekte in einem engen Abstand (0 bis 60 mm) ohne physischen Kontakt. Sie können mechanische Endschalter ersetzen und bieten eine deutlich höhere Schaltfrequenz.

Vorteile induktiver Sensoren

• Kein physischer Kontakt, daher kein Verschleiß.
• Erkennung von zerbrechlichen oder frisch lackierten Objekten möglich.
• Hohe Schaltfrequenzen.
• Lange Lebensdauer unabhängig von der Anzahl der Schaltzyklen.

Kapazitive Sensoren

Kapazitive Detektoren erkennen Objekte in geringem Abstand ohne physische Verbindung. Sie können sowohl metallische als auch nicht-metallische Materialien erfassen.

Vorteile kapazitiver Sensoren

• Kein physischer Kontakt und kein Verschleiß.
• Erkennung von zerbrechlichen oder lackierten Objekten.
• Hohe Schaltfrequenzen.
• Erkennung verschiedenster Materialien (Metalle, Mineralien, Holz, Kunststoff, Glas, Karton, Keramik, Flüssigkeiten).

Einstellung der Empfindlichkeit

Über ein Potentiometer kann die Empfindlichkeit angepasst werden:

• Erhöhung: Zur Erkennung schwach beeinflussender Objekte (Papier, Karton, Glas, Kunststoff).
• Verringerung: Zur Erkennung stark beeinflussender Objekte (Metall, Flüssigkeiten).

Anschlussarten

Die Sensoren unterscheiden sich durch ihre Anschlussart (Kabel oder Stecker) und die Anzahl der Adern (2-Draht, 3-Draht, 4-Draht).

2-Draht-Sensoren

Es gibt vier Typen: DC-polarisiert, DC-nicht-polarisiert, AC und gemischt DC/AC. Sie werden in Reihe mit der Spule eines Relais oder einem SPS-Eingang geschaltet.

3-Draht-Sensoren

• DC PNP: Der Ausgang schaltet gegen Plus (+).
• DC NPN: Der Ausgang schaltet gegen Minus (-).

Farbkodierung: (+) Braun, (-) Blau, (Output) Schwarz.

Lichtschranken

Das System besteht aus einem Lichtsender und einem Lichtempfänger. Die Erkennung erfolgt durch Unterbrechung des Lichtstrahls.

Lichtspektrum

• Infrarot: Nicht sichtbares Licht, am häufigsten verwendet.
• UV-Licht: Zur Erkennung von Leuchtstoffen.
• Sichtbares Licht: Rot oder Grün (z. B. für Barcode-Leser).
• Laser: Rotes Laserlicht für hohe Präzision.

Detektionssysteme

• Einweg-Lichtschranke
• Reflexions-Lichtschranke
• Reflexions-Lichtschranke mit Polarisationsfilter
• Taster (Proximity-System)
• Lichtwellenleiter-System

Einweg-Lichtschranke

Vorteile: Sender und Empfänger getrennt, Reichweite bis zu 60 Meter, präzise Erkennung.
Nachteile: Objekte müssen opak sein, Ausrichtung von Sender und Empfänger ist aufwendig.

Reflexions-Lichtschranke

Vorteile: Sender und Empfänger in einem Gehäuse, Reichweite bis zu 15 Meter, Erkennung transparenter Objekte möglich.
Nachteile: Erkennt keine glänzenden Objekte, erfordert Reflektor.

Lichtwellenleiter-System

• Sehr kleine Abmessungen.
• Erfassung kleinster Objekte (im mm-Bereich).
• Separate Verstärker.
• Materialien: Kunststoff oder Glas.

Ausgangstypen: Es gibt Varianten mit Relaisausgang, PNP- oder NPN-Schaltausgängen sowie Ausführungen für DC- und AC-Spannungsversorgung.