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Optische Miniatur Abstandssensoren confocalDT 2402
Abbildung Funktionsprinzip
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Funktionsprinzip
Die Abstandsmessung confocalDT 2402 arbeitet nach dem konfokal-chromatischen Messprinzip. Durch eine Optik wird von einer LED- oder Xenon-Lichtquelle stammendes polychromatisches Licht (Weißlicht) derart zerlegt, dass entlang der Messachse der Fokuspunkt jeder Wellenlänge des Lichts in einem anderen Abstand zur Optik liegt. Jeder Wellenlänge des Spektrums ist dabei ein bestimmter Abstand zum Sensor zugeordnet, der durch die werkseitige Kalibrierung bekannt ist.
Diejenige Wellenlänge, die sich exakt auf der Messobjektoberfläche fokussiert, wird über ein optisches Koppelelement durch eine Lochblende punktförmig auf einen Spektralsensor fokussiert und löst dort ein maximales Signal aus. Die anderen Wellenlängen, deren Fokuspunkte unter oder über dieser Ebene liegen, werden dagegen mit dem Abstand aus der Fokusebene zunehmend gestreut und von der Lochblende weitgehend abgefangen. So lösen sie auf dem Sensor nur ein dementsprechend schwächeres Signal aus. Durch das vom Controller erkannte Maximum im Farbspektrum wird der Abstand ermittelt.
Die Anordnung von Lichtquelle und Empfangsoptik in einer Achse verhindert Abschattungseffekte weitgehend. Die Lichtwellenleiter mit einem speziellen Linsenstab sind mit einem Titanrohr von nur 4 mm Außendurchmesser geschützt, was die Messung in engen Vertiefungen und Bohrungen ermöglicht. Je nach Produktvariante arbeiten die Sensoren in axialer Messrichtung oder sind mit einer integrierten 90°-Strahlumlenkung ausgestattet, was eine Messung in radialer Richtung z. B. von Wandstrukturen gestattet.
Mit dem kleinen Messfleck wird in sehr hoher Auflösung gemessen. Eine Besonderheit ist die Messung von spiegelnden oder durchsichtigen Oberflächen und Schichten sowie die einseitige Dickenmessung von Glas.