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Laser-Abstandssensoren optoNCDT 1700
Abbildung Funktionsprinzip
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Funktionsprinzip
Die Lasersensoren messen nach dem Triangulationsprinzip berührungslos den Abstand zwischen Messobjekt und Sensor.
Mit einer Anordnung aus Laserquelle, Empfängeroptik und CCD-Empfängerzeile wird das Triangulationsprinzip realisiert. Dabei wird ein Laserstrahl auf die Bauteiloberfläche projiziert und dort ein Lichtfleck erzeugt. Das zurückstreuende Licht des Lichtfleckes wird unter einem schrägen Betrachtungswinkel durch die Empfängeroptik auf die Empfängerzeile abgebildet. Anhand der Lage des zurückprojizierten Lichtflecks auf der Empfängerzeile kann auf den Abstand des Objekts zum Sensor geschlossen werden. Der CCD-Sensor gibt diese generierten Informationen Punkt für Punkt in serieller Form aus. In der Auswertung kann daraus die Position des Lichtflecks auf der Empfängerzeile bestimmt und daraus der Abstand errechnet werden. Im Folgenden wird das Ergebnis in ein abstandsproportionales Signal umgerechnet und an den entsprechenden Schnittstellen bereitgestellt.
Zur Dickenmessung werden zwei Sensoren auf beiden Seiten des zu vermessenden Objektes gegeneinander gerichtet angeordnet. Unabhängig voneinander wird der jeweilige Abstand zu der Ober- und Unterseite des Materials gemessen. Durch Subtraktion der gemessenen Entfernungen zur Materialoberfläche vom bekannten Grundabstand der Sensoren ergibt sich die Materialdicke.
Für einen optimalen Belichtungszustand der CCD-Zeile müssen Belichtungszeit und Laserleistung abhängig von den Reflektionseigenschaften der Oberfläche angepasst werden. Nur so ist eine hohe Messdynamik bei wechselnden Remissionswerten des zurückgestreuten Laserlichts aufgrund unterschiedlicher Oberflächenfarben, -strukturen, Glanzeigenschaften und Oberflächenwinkeln möglich. Die eingesetzte CCD Zeile mit der integrierten Laserleistungsregelung realisiert diese Anpassung innerhalb eines Messzyklus über eine Laserpulsbreitenadaption und ermöglicht damit eine hohe Messrate selbst bei stark veränderlichen Randbedingungen.