Einsatz von Sensoren in der Industrieautomation
Ultraschallsensoren
Ultraschallsensoren sind ein vielseitiges Werkzeug in der Industrieautomation, da sie berührungslos Abstände, Füllstände und Objekte unabhängig von Farbe, Material oder Oberflächenbeschaffenheit detektieren können. Sie arbeiten mit hochfrequenten Schallwellen, die von Objekten reflektiert werden, um präzise Messwerte zu liefern.
Ultraschallsensoren werden häufig zur Präsenz- und Abstandserkennung in automatisierten Produktionsprozessen eingesetzt. Sie erkennen Werkstücke auf Förderbändern, kontrollieren deren Position oder überprüfen, ob ein Objekt an der richtigen Stelle liegt. Besonders in Umgebungen, in denen optische Sensoren durch Staub, Dampf oder schlechte Lichtverhältnisse an ihre Grenzen stoßen, sind Ultraschallsensoren eine zuverlässige Alternative.
Ein weiteres wichtiges Einsatzgebiet ist die Füllstandsmessung von Flüssigkeiten, Pulvern oder Granulaten in Tanks oder Silos. Da Ultraschallsensoren kontaktlos arbeiten, eignen sie sich hervorragend für hygienekritische Bereiche wie die Lebensmittel- oder Pharmaindustrie. Sie messen kontinuierlich die Distanz zwischen Sensor und Medium und ermöglichen eine präzise Bestimmung des Füllstands – unabhängig von der Transparenz oder Konsistenz des Materials.
In der mobilen Robotik und bei fahrerlosen Transportsystemen (AGVs) tragen Ultraschallsensoren zur Kollisionsvermeidung bei. Sie erkennen Hindernisse frühzeitig und sorgen dafür, dass Maschinen automatisch bremsen oder ihre Route anpassen. Durch ihre hohe Erfassungsreichweite eignen sie sich auch für Sicherheitsanwendungen in Produktionsumgebungen, beispielsweise zur Überwachung von Schutzbereichen um Roboterzellen.
In der Qualitätssicherung werden Ultraschallsensoren genutzt, um Bauteile auf Defekte oder Unregelmäßigkeiten zu prüfen. Sie können Materialdicken messen und feststellen, ob sich Hohlräume oder Risse in einem Werkstück befinden. Diese berührungslose Prüfmethode wird beispielsweise in der Metallverarbeitung oder Kunststoffindustrie eingesetzt.
Ultraschall-Sensoren (Hersteller: Murata)
Infrarotsensoren
Infrarotsensoren spielen eine zentrale Rolle in der Industrieautomation, da sie berührungslos Temperaturen messen, Objekte detektieren und Sicherheitsanwendungen unterstützen. Sie arbeiten mit Infrarotstrahlung, die von Oberflächen emittiert oder reflektiert wird, und liefern präzise Messwerte in Echtzeit. Dank ihrer Vielseitigkeit finden sie Anwendung in der Qualitätskontrolle, der Prozessüberwachung und der Maschinensicherheit.
Ein wesentliches Einsatzgebiet von Infrarotsensoren ist die kontaktlose Temperaturmessung. Sie erkennen Temperaturunterschiede an Maschinen, Bauteilen oder Produkten und helfen so, Überhitzungen oder unregelmäßige Temperaturverteilungen zu identifizieren. Besonders in der Metallverarbeitung, Kunststoffproduktion oder Halbleiterfertigung sind präzise Temperaturkontrollen essenziell, um Qualitätsabweichungen zu vermeiden. Thermografische Infrarotsensoren werden in Predictive Maintenance-Systeme integriert, um frühzeitig Hinweise auf mechanischen Verschleiß oder fehlerhafte elektrische Verbindungen zu liefern. Sie erfassen Wärmemuster von Maschinenkomponenten und identifizieren Hotspots, bevor es zu Schäden oder Ausfällen kommt.
Infrarotsensoren können verwendet werden, um Objekte auf Produktionsbändern zu erkennen und zu lokalisieren. Sie detektieren reflektierte Infrarotstrahlung und sind besonders nützlich, wenn optische oder Ultraschallsensoren durch transparente oder stark reflektierende Materialien eingeschränkt sind. Ein weiteres Beispiel ist die Lücken- oder Kantenkontrolle in Fertigungsprozessen. Infrarotsensoren messen feine Abstände zwischen Bauteilen und stellen sicher, dass Komponenten exakt ausgerichtet sind.
In der Maschinensicherheit kommen Infrarotsensoren in Form von Lichtgittern oder Sicherheitsbarrieren zum Einsatz. Diese Sensoren erkennen Bewegungen oder Unterbrechungen im Infrarotstrahl und lösen sofort Sicherheitsmechanismen aus, beispielsweise das Stoppen einer Maschine, wenn eine Person oder ein Gegenstand in den Gefahrenbereich gelangt. Auch in der Zugangskontrolle werden Infrarotsensoren eingesetzt, etwa in automatisierten Türen oder Identifikationssystemen, die Personenbewegungen erfassen.
Infrarotsensoren spielen eine wichtige Rolle bei der Detektion von Gasen, da viele Gase charakteristische Absorptionsspektren im Infrarotbereich haben. Sie werden zur Messung von CO₂-Konzentrationen, Luftqualität oder zur Erkennung von Leckagen in Rohrleitungen verwendet. Besonders in der chemischen Industrie und in Reinräumen sind präzise Gasmessungen notwendig, um Sicherheitsstandards einzuhalten.
Infrarotsensor (Hersteller: Murata)
