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Applikationsversuche zeigten, dass dies mit blauem Licht deutlich besser funktionierte. Bild: SensoPart; iStock, BlackJack3D
Reflexionslichttaster

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Schwarz sehen mit blauem Licht

Text: Sebastian Schröer, SensoPart
Bei sehr dunklen Objekten, spiegelnden Oberflächen und ungünstigen Tastwinkeln gelangen Lichttaster schnell an ihre Grenzen – in solchen Fällen half bisher nur die Installation einer Lichtschranke oder eines Lichtleitersystems. Doch mit Bluelight-Sensoren geht es auch günstiger.

Beim Sensorhersteller SensoPart begann man vor zwei Jahren mit der Entwicklung von Reflexionslichttastern mit blauer Sende-LED. Ausgangspunkt war die Nachfrage nach einer ebenso zuverlässigen wie einfachen und kostengünstigen Automatisierungslösung für die Anwesenheitskontrolle von Solarzellen. Da die dunkelblauen bis tiefschwarzen Siliziumscheiben bei Rotlicht nur eine geringe Remission aufweisen, ließen sie sich mit herkömmlichen Lichttastern nicht zuverlässig detektieren. Applikationsversuche zeigten, dass dies mit blauem Licht deutlich besser funktionierte – das Ergebnis war der erste Subminiatur-Blaulichttaster auf dem Markt, die Baureihe F 10 Bluelight. Inzwischen bietet SensoPart Bluelight-Sensoren in Standardbaugrößen Subminiatur, Miniatur und Kompakt an. Warum gerade blaues Licht zum Erfolg führte, lässt sich physikalisch erklären. Ursächlich hierfür ist neben der höheren Intensität des blauen Lichts dessen charakteristische Wechselwirkung mit der Oberfläche des Tastguts. Die Eindringtiefe des kurzwelligen blauen Lichts ist geringer als die von rotem Licht; entsprechend höher ist der an der Oberfläche reflektierte Anteil, was der Erkennung von Objekten mit geringer Remission – also insbesondere mit dunkler Oberfläche – zugutekommt. Aber auch bei transparenten Objekten lässt sich eine signifikant bessere Detektionsrate erreichen.

Weitere Fälle, in denen Rotlichttaster häufig Probleme haben, sind hochglänzende, schräge oder konvexe Oberflächen sowie ein schräger Lichteinfall infolge seitlicher Montage des Sensors, wodurch ein erheblicher Anteil des auftreffenden Lichts vom Empfänger des Lichttasters weggespiegelt wird. In manchen Anwendungen kommen auch mehrere kritische Faktoren – z.B. schwarze Objekte mit hochglänzender Oberfläche sowie ein großer Detektionswinkel – zusammen. Selbst in solchen „mehrfach kritischen“ Anwendungen haben sich die Blaulichttaster nachweislich bewährt.

Inzwischen sind SensoParts Bluelight-Sensoren in einer ganzen Reihe von Applikationen mit Licht schluckenden Objekten erfolgreich im Einsatz, beispielsweise zur Anwesenheitskontrolle von Bauteilen aus Carbonfasern oder mattschwarzen Türverkleidungen in der Automobilindustrie oder zur Erkennung runder, schwarzer Kunststoffkappen auf einem Förderband. In diesen und vielen weiteren Anwendungen war es möglich, entweder eine bisher eingesetzte Reflexionslichtschranke durch die einfachere und kostengünstigere Tasterlösung zu ersetzen oder von vornherein einen Blaulichttaster einzusetzen.

Standardbauformen

Vorreiter unter den Bluelight-Sensoren war der bereits erwähnte Subminiatur-Reflexionslichttaster der Baureihe F 10 Bluelight mit einer maximalen Tastweite von 30 mm, den SensoPart bereits seit Anfang 2014 im Programm hat. Neu sind eine weitere Variante im Subminiaturformat (max. Tastweite 50 mm) sowie Ausführungen im Miniaturformat (Baureihe F 25 Bluelight, max. Tastweite 80 mm) und im Kompaktformat (Baureihe F 55 Bluelight, max. Tastweite 1200 mm), sodass nun alle drei in der Industrie üblichen Bauformen im Angebot sind. Mit den größeren Bauformen lassen sich nun auch Anwendungen mit deutlich höheren Tastweiten realisieren.

Allen drei Baureihen gemeinsam ist die präzise Hintergrundausblendung, um Fehldetektionen auszuschließen. Die reflektorlose Tasterlösung arbeitet damit genauso zuverlässig wie eine Reflexionslichtschranke. Selbst sehr helle oder spiegelnde Hintergründe, beispielsweise Reflexionen von metallenen Maschinenteilen, stören die Detektion nicht. Beim Kompaktsensor (Typenbezeichnung FT 55-BH) ist die Hintergrundausblendung sogar mit Hilfe eines Potentiometers einstellbar – mit dieser Funktion ist er der einzige Blaulicht-Sensor auf dem Markt.

Blaues Licht stabilisiert

Ursprünglich für die Anwesenheitskontrolle von Solarwafern entwickelt, haben sich SensoParts Blaulichttaster inzwischen in zahlreichen Anwendungen mit schwierig zu detektierenden Objekten bewährt. Insbesondere auf dunklen und transparenten Objekten konnte, selbst bei ungünstigem Detektionswinkel oder störenden Reflexionen und Vibrationen, eine signifikant bessere Prozesstabilität erreicht werden. Dieser kommt neben dem blauen Licht auch die effektive Hintergrundausblendung zugute, über die sämtliche Bluelight-Produkte verfügen.

In Fällen, in denen ein Standard-Rotlichttaster keine ausreichend zuverlässige Detektion ermöglicht, ist somit der Einsatz des Blaulichttasters durch seine Vorteile eine Überlegung wert. Mehr Infos über Sensoren mit blauen Licht finden Sie unter der URL www.sensopart.com/bluelight.

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