Sensoren und Schalter

Drucksensoren

Was ist der Zweck von Drucksensoren? Diese Geräte messen den anliegenden Gas- oder Flüssigkeitsdruck und wandeln ihn anschließend in ein elektrisches Signal um. Es gibt eine ganze Reihe von Sensortypen. Berücksichtigen Sie bei der Auswahl Ihres Geräts sorgfältig die Betriebsbedingungen der Anwendung. Welche Art von Druck wollen Sie messen, in welchem Druckbereich und bei welcher Betriebstemperatur? Diese Sensoren werden beispielsweise in der Medizin-, Marine-, Automobil- und Luftfahrtindustrie eingesetzt. Werfen wir einen genaueren Blick auf die verschiedenen Typen, basierend auf den Messmodi.

Sensoren für den absoluten Druck

Dieser Sensortyp ist sehr gut geeignet, wenn Sie den Luftdruck messen müssen. Das ist zum Beispiel bei Höhenmessern der Fall oder wenn Sie barometrische Messungen durchführen müssen. Wie funktioniert dieser Sensortyp? Der Zieldruck wird relativ zu dem bekannten Druck eines absoluten Vakuums gemessen. Da ein Vakuum (oder 'Null') der Referenzpunkt ist, gegen den alle Werte gemessen werden, ergibt jede Messung ein Ergebnis, das über dem absoluten Minimum liegt. Eine Seite des Sensors ist versiegelt, damit ein Vakuum entsteht, während die andere Seite dem zu messenden Medium ausgesetzt ist. Darüber hinaus gibt es verschiedene Ausführungen. Einige Modelle verwenden zum Beispiel piezoresistive Dehnungsmessstreifen, während andere auf Kondensatoren, Induktoren oder einen piezoelektrischen Effekt angewiesen sind. Alles in allem steht Ihnen eine große Auswahl an Absolutdrucksensoren zur Verfügung.

Manometer Drucksensoren

Eine andere Art ist der Überdruck- oder Relativdrucksensor. Dies ist die am weitesten verbreitete Variante, die in fast allen Industriezweigen zu finden ist. Beispiele für Anwendungen sind Druckventile, medizinische Instrumente und Luftkompressoren. Dieses Gerät misst den Druck relativ zum atmosphärischen Druck. Möchten Sie den Druck in einer Situation überwachen, in der eine Änderung des atmosphärischen Drucks einen Einfluss auf den Prozess hat? In diesem Fall ist ein Manometer-Drucksensor die richtige Wahl. Was die Konstruktion anbelangt: Relativdrucksensoren messen die Differenz zwischen dem Umgebungsdruck und dem Messdruck. Oft ist die 'Prozessseite' mit einem einzigen Druckanschluss ausgestattet, während der Umgebungsdruck vom Sensorelement durch eine Entlüftung registriert wird.

Differenzdruck-Sensoren

Schließlich gibt es noch die Differenzdrucksensoren. Diese Art unterscheidet sich in ihrer Funktionsweise und ihrem Design deutlich von den beiden zuvor genannten Typen. Sie messen die Druckdifferenz zwischen zwei freiliegenden Anschlüssen. Diese werden verwendet, um die Differenz zwischen den beiden einzelnen Abschnitten zu bestimmen. Normalerweise werden zu diesem Zweck Gewindeanschlüsse oder Schläuche verwendet. In welchen Situationen wird dieses Modell häufig eingesetzt? Differenzdrucksensoren messen normalerweise besonders niedrige Druckbereiche. Sie werden häufig eingesetzt, um den Gas- oder Flüssigkeitsdurchfluss in Rohren zu bestimmen oder um bestimmte Probleme wie festsitzende Ventile, verstopfte Filter oder jede Art von Verstopfung zu lokalisieren. Einige praktische Beispiele für den Einsatz sind medizinische Anwendungen wie Beatmungs- und Anästhesiegeräte sowie Geräte zur Überwachung des Luftstroms.

Lichtsensoren

Lichtsensoren sind ebenfalls als photoelektrische Sensoren oder Photosensoren bekannt. Sie wandeln Lichtenergie in ein elektronisches Signal um. Mit Hilfe eines lichtemittierenden Elements wird ein infraroter oder sichtbarer Lichtstrahl gesendet. Photoelektrische Sensoren können Entfernungen messen. Objekte können berührungslos erkannt und gezählt werden. Auch Farben können registriert werden. Mit anderen Worten: Entfernung, An- und Abwesenheit von Gegenständen lassen sich mit diesen Geräten leicht erfassen. Oft haben sie ein recht kompaktes Gehäuse, so dass sie leicht installiert werden können, ohne wertvollen Platz zu opfern. Werfen wir einen Blick auf einige verschiedene Arten von Lichtsensoren.

Reflektierende Sensoren

Zum einen gibt es die reflektierenden fotoelektrischen Modelle. Diese Variante enthält sowohl eine lichtemittierende als auch eine lichtempfangende Komponente im selben Gehäuse. Das vom Objekt reflektierte Licht wird vom Sensor registriert.

Einweglichtschranken

Eine Einweglichtschranke (oder Thru-Beam-Typ) hingegen besteht aus einem Sender und einem Empfänger, die in zwei einzelnen Gehäusen untergebracht sind. Diese werden einander gegenüberliegend installiert. Wenn der emittierte Lichtstrahl durch ein Objekt unterbrochen wird, das sich zwischen der Sende- und der Empfangskomponente befindet, wird der Ausgang aktiviert.

Retroreflektierende Sensoren

Ein dritter Typ ist das retro-reflektierende Modell. Diese Typen enthalten wie die reflektierende Variante sowohl Empfangs- als auch Sendekomponenten in einem einzigen Gehäuse. Allerdings wird bei diesem Typ ein separater Reflektor verwendet, der das Signallicht zurückstrahlt. Ziele, die sich zwischen dem Reflektor und dem Lichtsensor befinden, unterbrechen das Signal.

Annäherungssensoren

Näherungssensoren werden verwendet, um die Anwesenheit von Objekten zu erkennen, ohne dass ein physischer Kontakt erforderlich ist. Es werden zahlreiche Arten von Näherungssensoren angeboten, die jeweils eine andere Messmethode verwenden. Einige Beispiele sind kapazitive und induktive Näherungssensoren, fotoelektrische Näherungssensoren und Ultraschall-Näherungssensoren. Die verschiedenen Typen sind für eine Vielzahl von Anwendungen geeignet. Faktoren wie Reichweite, zu erfassendes Material und Vibrationsempfindlichkeit sollten bei der Auswahl des Geräts berücksichtigt werden.

Lineare Encoder

Ein linearer Encoder wird verwendet, um die lineare Bewegung eines Objekts zu messen. Dieses Gerät enthält einen Sensor, einen Abtastkopf oder einen Messwertaufnehmer, der mit einer Positionskodierungsskala verbunden ist. Die Skala wird vom Sensor gelesen, der die Position in ein Signal umwandelt. Dieses Signal kann entweder digital oder analog sein. Schließlich kann ein Bewegungsregler oder eine digitale Anzeige das Signal in eine Position umwandeln. Es sind keine zwischengeschalteten mechanischen Komponenten vorhanden. Aufgrund dieser Konstruktion werden mehrere potenzielle Fehler wie Steigungsfehler oder Spiel vermieden. Lineare Drehgeber werden häufig in der Robotik, in Automatisierungssystemen und ähnlichen Anwendungen eingesetzt. In diesen Betriebsumgebungen sind hohe Geschwindigkeiten und Positionsgenauigkeit von Bedeutung. Die Messgeräte erfassen Abstand, Richtung, Geschwindigkeit und Weg. Für den Einsatz in etwas anspruchsvolleren Umgebungen sind gekapselte Längenmessgeräte erhältlich. Sie sind gegen Spritzwasser und Staub geschützt. Offene Längenmessgeräte hingegen eignen sich zum Beispiel für den Einsatz in der Halbleiterfertigung. Bei dieser Ausführung besteht keinerlei mechanischer Kontakt zwischen dem Maßstab (Band) und dem Abtastkopf.

Lichtschirme oder Lichtvorhänge

Lichtschranken oder Lichtvorhänge sind Sicherheitsvorrichtungen mit einem Sender und einem Empfänger. Sie werden eingesetzt, um die Anwesenheit von Personen in der Nähe von sich bewegenden Maschinen zu erkennen. Diese Geräte funktionieren wie eine Lichtschranke mit einem Erkennungsbereich, der durch ein Infrarotlichtmuster erzeugt wird. Da die Reaktionszeit von Lichtvorhängen nur den Bruchteil einer Sekunde beträgt, wird eine Maschine sofort angehalten, wenn eine Bewegung erkannt wird. Das macht diese optoelektrischen Geräte zu einer unverzichtbaren Sicherheitsmaßnahme in verschiedenen gefährlichen Betriebsumgebungen und Industrien. Beispiele hierfür sind Fließbänder, Verpackungsmaschinen und hydraulische Pressen.