Fotoelektrische Optische Sensoren

Synonyme: Optosensoren, Fotoelektrische Sensoren, Photoelektrische Sensoren

 

Fotoelektrische optische Sensoren, auch als Optosensoren bezeichnet, dienen als schaltende Sensoren zur berührungslosen Anwesenheitserkennung von Objekten, zur Messung geometrischer Größen und Positionen bei geringen Anforderungen sowie für Farbkontrollen. Als Optosensoren werden hier Sensoren verstanden, die typischerweise LEDs als Lichtquelle benutzen, jedoch kein Laserlicht. Gegenüber Lasersensoren bieten fotoelektrische Sensoren geringere Reichweiten, geringere Genauigkeit und sind empfindlicher gegen Störlicht. Als Empfänger dienen optoelektronische Bauelemente wie Fotowiderstände, -dioden oder -transistoren, die das ausgesendete Licht direkt oder über eine Reflexion erfassen. Wichtige Bauarten sind Lichtschranken, Lichttaster, Lichtgitter oder Farbsensoren. 
Eine funktionsfähige Sensoreinheit umfasst als aktives Element die Lichtquelle, den fotoelektrischen Empfänger sowie eine integrierte oder externe Auswerteeinheit mit Schnittstelle.

Funktionsprizip


Einweglichtschranken, Reflexions-Lichtschranken, Lichtgitter und Lichtleiter-Lichtschranken nutzen gemeinsam das Prinzip, dass ein Objekt den punktförmig ausgesendeten Lichtstrahl unterbricht und die Unterbrechung einen Schaltvorgang auslöst.
Reflexlichtaster erfassen im Gegensatz dazu direkt die Objekte in einem fest einstellbaren Abstand und sind ähnlich wie Reflexlichtschranken aus Lichtquelle und Empfangseinheit in einem Gehäuse aufgebaut.
Ein Beispiel für analoge Lichtschranken sind messende Lichtschranken, bei denen das Licht der Sendediode über eine Optik zu einem parallelen Lichtband aufgefächert und auf einen gegenüberliegenden Empfänger geleitet wird. Unterbricht ein Objekt das Lichtband teilweise, wird über die Abschattung auf dem Empfänger die Position und Größe des Objekts ermittelt und ein proportionales analoges Signal ausgegeben.
Farbsensoren erfassen das vom Objekt reflektierte Licht üblicherweise mit Dreibereichs-Fotodioden geleitet, wodurch die Farbwerte der drei Spektralfarben rot, grün und blau erfasst und ausgewertet werden können.

Einsatzbereich


Fotoelektrische optische Sensoren bieten eine einfache und preiswerte Lösung zur berührungslosen Erfassung von Objekten aus fast beliebigen Materialien in kleineren Abständen. Lichtschranken und Lichtleitertaster werden als universell einsetzbare Sensoren zur berührungslosen Anwesenheitserkennung sowie zum Zählen von Objekten in Förder- und Staustrecken verwendet. Messende Lichtschranken erlauben zusätzlich einfache Größen- und Positionsbestimmungen in einem kleineren Überwachungsbereich, Lichtgitter dienen als schaltende oder messende Sensoren zur zweidimensionalen Erkennung in einem größeren flächigen Überwachungsbereich. 
Farbsensoren werden als Komponenten zum Aufbau von Prüf- und Sortierstationen für einfachere Anwendungen eingesetzt z. B. zur Objekterkennung, für Prüfungen auf Anwesenheit, Vollständigkeit und korrekte Ausprägung von farbigen Flächen und Markierungen. 
Anwender sind der interne Betriebsmittelbau sowie der Sondermaschinen- und Anlagenbau für eine Vielzahl von Branchen sowie die Verpackungs-, Lager- und Fördertechnik.