Lasersensoren

Synonyme: Laser-Sensoren

 

Lasersensoren sind optische Sensoren zur berührungslosen Anwesenheitserkennung von Objekten sowie zur Messung von Abständen und Positionen mit Hilfe von Laserlicht. Durch den exakt fokussierten Laserstrahl ermöglichen Lasersensoren eine höhere Reichweite, Genauigkeit und Unempfindlichkeit gegen Störlicht im Vergleich zu fotooptischen Sensoren, die Lichtquellen wie z. B. LEDs benutzen. Durch die Weiterentwicklung und immer höhere Genauigkeit können die Grenzen bezüglich der Leistungsfähigkeit zwischen Sensortechnik und Lasermesstechnik z. B. bei Lasertriangulationssensoren fließend sein. 
Als Sender dienen Laserdioden mit sichtbarem Licht oder Infrarotlicht, als Empfänger kommen optoelektronische Bauelemente wie Photodioden, Phototransistoren sowie Zeilen- und Flächenkameras zum Einsatz. Typische Bauformen sind Laserlichtschranken, Laser-Abstandssensoren nach dem Triangulationsprinzip oder mit Lichtlaufzeitmessung sowie Laser-Mikrometer. Ein betriebsfähiges Sensorsystem besteht aus Laser, Empfänger, einer integrierten oder externen Auswerteelektronik sowie den Schnittstellen.

Funktionsprizip


Als gemeinsames Funktionsprinzip basieren Lasersensoren auf einer Laserdiode als Sender, die einen Laserstrahl bzw. Lichtpulse mit sichtbarem Licht oder Infrarotlicht aussendet. Der Laserstrahl wird entweder von einem Reflektor oder diffus vom Objekt selbst direkt reflektiert und über eine Optik auf einen photoelektrischen Empfänger geleitet. 
Bei Laserlichtschranken wird für einfache Anwesenheitsprüfungen ein Schaltvorgang ausgelöst, wenn ein Objekt den vom Sensor ausgesendeten Laserstrahl unterbricht. Laserreflexlichttaster messen dagegen einseitig und können Objekte in einem einstellbaren festen Abstand erkennen.
Zur Abstandsmessungen in kleineren Messabständen nach dem Triangulationsprinzip wird die Distanz zum Objekt über die Position des reflektierten Lichtstrahls auf einer Zeilen- oder Flächenkamera bestimmt. Nach dem Prinzip der Laufzeitmessung wird die vom Messabstand abhängige Zeit gemessen, die ein vom Objekt reflektierter Lichtpuls bis zu seiner Rückkehr braucht.
Lasermikrometer erzeugen ein paralleles Lichtband, das von einer Zeilenkamera empfangen wird. Über die Abschattung durch das Messobjekt auf der Zeile lassen sich so relativ genau die Größe und Position des Messobjekts bestimmen.

Einsatzbereich


Lasersensoren dienen zur berührungslosen Erfassung von Objekten aus fast beliebigen Materialien in allen Abstandsbereichen, wobei je nach Anwendung und Sensor ein Laserschutz erforderlich sein kann. Laserlichtschranken und -lichttaster werden als universell einsetzbare Sensoren zur berührungslosen Anwesenheitserkennung sowie zum Zählen von Objekten in Förder- und Staustrecken verwendet. 
Für Abstandsmessungen in kleineren Abständen auch mit relativ hoher Genauigkeit kommen Lasersensoren nach dem Triangulationsprinzip zum Einsatz, zur Messung größerer und sehr großer Reichweiten bei geringerer Genauigkeit die Lichtlaufzeitmessung. Lasermikrometer erlauben relativ genaue Größen- und Positionsmessungen in einem kleinen Überwachungsbereich. 
Anwender sind der interne Betriebsmittelbau sowie der Sondermaschinen- und Anlagenbau für eine Vielzahl von Branchen sowie die Verpackungs-, Lager- und Fördertechnik.