Zur Erkennung transparenter Objekte sind Lösungen wie optische Sensoren, genauer mit Rot- oder Infrarotlicht arbeitende Reflex-Lichtschranken, und auch Ultraschallsensoren die erste Wahl. Neue Entwicklungen im Bereich Optosensoren sind zudem speziell für die Detektion transparenter Materialien ausgelegt.

Transmissionsgrad erschwert Erfassung

Der Einsatz konventioneller Optosensoren wird durch den Transmissionsgrad von transparenten Objekten für sichtbare Strahlung erschwert. Rot- bzw. Infrarotlicht kann je nach Durchlässigkeit des Materials für Licht im sichtbaren Bereich einen transparenten Gegenstand annähernd zu 100 Prozent durchdringen. Da hierdurch nahezu keine optische Bedämpfung einer herkömmlichen Reflex-Lichtschranke erfolgt, muss zur Detektion eine extrem niedrige Schaltschwelle gewählt werden, die sich nahe in dem Bereich ohne Objekt innerhalb der Lichtschranke bewegt.

Weil das in der Praxis mitunter zu Fehlfunktionen führt, werden zumeist hochempfindliche Reflex-Lichtschranken eingesetzt, die auf kleinste Bedämpfungen des optischen Systems reagieren. Je nach ermittelter Schaltschwelle sind solche Sensoren allerdings auch empfindlich gegenüber Verschmutzungen von Optik und Reflektor, wodurch die Geräte mitunter schalten, obwohl sich kein Objekt im Detektionsbereich befindet.

Leistungsstarke Lösung speziell für Transparenz

Neuentwicklungen wie der optische Sensor ON450522 mit IO-Link von ipf electronic können indes die Herausforderungen bewältigen, die mit herkömmlichen Reflex-Lichtschranken bei der Erfassung transparenter Objekte auftreten, denn die Lösung wurde eigens für diese Aufgabe entwickelt. Das Gerät funktioniert wie eine Reflex-Lichtschranke, benötigt aber keinen Reflektor. Das getaktete, punktförmige Rotlicht des Senders kann indes auf eine beliebige Referenzfläche eingestellt werden, wenn diese in der Lage ist, das Rotlicht in ausreichendem Maße zu reflektieren.

Die Empfindlichkeit des ON450522 ist je nach Transparenz und Beschaffenheit des zu detektierenden Werkstoffes einfach per Teach-in einstellbar. Zu den besonderen Leistungsmerkmalen des Sensors gehören eine hohe Schaltfrequenz von 2kHz in Kombination mit einer sehr kurzen Ansprechzeit ≤0,25ms sowie eine hohe Reichweite bis 1000mm (Abstand zwischen Sensor und Referenzfläche). Daher lässt sich die Tast-Reflexschranke in extrem schnelllaufenden Prozessen sowie vielfältigen anderen Applikationen mit sehr unterschiedlich hohen Anforderungen an die zuverlässige Erfassung transparenter Objekte einsetzen. Aufgrund der internen Signalverarbeitung kann der ON450522 außerdem einen gewissen Verschmutzungsgrad der Optiken kompensieren.  

All-in-one – einfach und schnelle montiert

Neben solchen speziellen Lösungen bieten sich Ultraschallgabeln wie die UG800170 (Gabelweite 74mm) oder UGKB0170 (Gabelweite 114mm) an, da sie sämtliche Objekte detektieren, die ein Schallsignal unterbrechen, unabhängig von Form und Transparenz. Weil Sender und Empfänger nicht eigens aufeinander ausgerichtet werden müssen, sind die Einwegsysteme mit M8-Anschluss  einfach und schnell montiert.

Ultraschallgabeln eignen sich ideal zur Detektion transparenter Bandmaterialien (z. B. dünne Folien) und aufgrund der für Ultraschallsensoren als Einwegsysteme typischen Schaltfrequenz von 150Hz sowie Ansprechzeit von 1ms zudem für relativ schnelllaufende Prozesse, z. B. in der Getränkeindustrie. Überdies sind Ultraschallsensoren generell unempfindlich gegenüber Verschmutzungen.

Mehr Optionen durch IO-Link

Alternativ zu Einwegsystemen bieten sich Ultraschalltaster an. Der per Teach-In einstellbare UT189520 mit einem Arbeitsbereich von 80 bis 800mm von ipf electronic zählt hier zu den jüngsten Entwicklungen. Unregelmäßige, runde oder schräge Oberflächen können das Signalecho von Ultraschalltastern jedoch derart umlenken, dass es nicht auf den Empfänger trifft. Der UT189520 bietet hier den Vorteil, dass er via IO-Link einfach auf Reflexbetrieb umschaltbar ist und sich dann auf einen Hintergrund anstatt auf ein zu erfassendes Objekt einstellen lässt. Transparente Gegenstände im Bereich zwischen Sensor und Referenzfläche werden als Abweichungen vom Hintergrund sicher erkannt und zuverlässig detektiert.