Mit herkömmlichen Lichttastern lassen sich die dunkelblauen bis tiefschwarzen Solarzellen nicht zuverlässig detektieren, da sie bei Rotlicht nur eine geringe Remission aufweisen. Stattdessen verwenden Anwender häufig Reflexionslichtschranken. Diese benötigen wegen der Reflektoren aber mehr Einbauraum und erhöhen somit den Installationsaufwand. Eine Alternative sind Reflexionslichttaster mit blauer Sende-LED.

Der Blaulicht-Sensor ‚F 10 Bluelight‘ ermöglicht eine sichere Detektion selbst auf schwarzen, hochglänzenden Oberflächen und bei großem Kippwinkel.

© Sensopart

So ermöglicht beispielsweise das ­intensive blaue Licht des Subminiatur-Lichttasters ‚F 10 Bluelight‘ von Sensopart eine zuverlässige Anwesenheitskontrolle der lichtschluckenden Solarzellen, ohne dass ein Reflektor nötig wäre. Mit seiner kleinen Bauform und einer festen Tastweite von 30 mm beziehungsweise 50 mm lässt sich der Sensor in unmittelbarer Nähe zum Prozess installieren. Aufgrund der präzisen Hintergrundausblendung arbeitet die reflektorlose Tasterlösung ebenso zuverlässig wie eine Refle­xionslichtschranke. Dabei stören selbst sehr helle oder spiegelnde Hinter­gründe wie beispielsweise Reflexionen von metallenen Maschinenteilen die Detektion nicht.

Dank dieser Eigenschaften lässt sich der Reflexionslichttaster mit Hintergrundausblendung aber eben nicht nur in der Solarindustrie, sondern auch in Branchen wie der Verpackungsindus­trie, der Laborautomatisierung oder im Sondermaschinenbau als Alternative zu Rotlichttastern nutzen.

Dunkle glänzende Objekte

In enger Zusammenarbeit mit einem Verpackungsmaschinen-Hersteller ergab sich eine andere interessante ­Anwendung für den Sensor: die De­tektion von Kosmetikflaschen im ­Greifer einer Abfüllanlage. Der Sensor ist ­dabei auf die Deckel der Flaschen ­ausgerichtet.

Das sofortige Ansprechen des Blaulicht-Sensors bei der maximalen Tastweite von 30 mm und die geringe Hysterese sorgen für das zuverlässige Erkennen der transparenten Petrischale.

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In dieser Anwendung kommen gleich drei Herausforderungen zusammen: Erstens sind die Deckel der Kosmetikflaschen schwarz und hochglänzend. Zweitens lässt sich der Sensor aufgrund der beengten Einbauverhältnisse nur seitlich außerhalb sich bewegender Maschinenkomponenten anordnen; dadurch ergibt sich ein Detektionswinkel von zirka 60°. Und last but not least sind die Flaschen während des Transports starken Vibrationen ausgesetzt.

Aufgrund dieser Effekte kommt von der ohnehin geringen reflektierten Lichtmenge noch weniger beim Empfänger des Lichttasters an.
Mit üblichen Rotlichttastern lässt sich unter diesen Bedingungen keine ausreichende Detektionssicherheit erreichen. Der lichtstärkere Blaulicht-Sensor hingegen zeigt ungeachtet aller Reflexionen und Vibrationen sowie des großen Kippwinkels ein stabiles Schaltverhalten. Ursächlich hierfür ist neben der höheren Intensität des blauen Lichts die unterschiedliche Wechselwirkung mit der Oberfläche: Die Eindringtiefe des kurzwelligen blauen Lichts in das Tastgut ist geringer als bei rotem Licht; entsprechend höher ist der an der Oberfläche reflektierte Anteil, was insbesondere die Stabilität bei starker Verkippung erklärt. Relevant für die zuverlässige Funktion ist ferner die Hintergrundausblendung, die Fehldetektionen aufgrund von Reflexionen an den metallenen Greiferbacken verhindert.

Weitere Anwendungen mit lichtschluckenden Objekten finden sich unter anderem in der Automobilindustrie bei der Anwesenheitskontrolle von Bauteilen aus Carbonfasern sowie bei der Detektion von Tür-Innenverkleidungen aus mattem, dunklem Kunststoff. Auch in diesen Anwendungen lassen sich die bisher eingesetzten Reflexionslichtschranken durch den Blaulicht-Sensor ersetzen.

Erkennung transparenter Objekte

Auch bei der Detektion von transparentem Tastgut bietet sich der Blaulicht-Sensor an. Bei Testläufen in einem medizinischen Fachlabor, in denen es um die Anwesenheitskontrolle transparenter Petrischalen geht, ermöglicht die im Vergleich zu Rotlichtsensoren höhere Lichtleistung der blauen LED eine sichere und stabile Detektion.

Kennzeichnend für die hohe Prozessstabilität des Sensors bei transparenten Objekten sind das sofortige Ansprechen bei der maximalen Tastweite von 30 mm sowie die geringe Hysterese zwischen Einschalt- und Ausschaltpunkt. Und auch bei der Detektion von Kunstoff-Kanülen zeigt der Sensor ein stabiles Schaltverhalten, obwohl die abgerundete Form der Kanülen die Remission weiter verringert.

Autor: Armin Hänsler ist Leiter des Produktbereiches Sensorik bei Sensopart in Gottenheim.